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Rollup merge of #93953 - jackh726:known_bug, r=Mark-Simulacrum
[rust.git] / library / alloc / src / vec / mod.rs
1 //! A contiguous growable array type with heap-allocated contents, written
2 //! `Vec<T>`.
3 //!
4 //! Vectors have *O*(1) indexing, amortized *O*(1) push (to the end) and
5 //! *O*(1) pop (from the end).
6 //!
7 //! Vectors ensure they never allocate more than `isize::MAX` bytes.
8 //!
9 //! # Examples
10 //!
11 //! You can explicitly create a [`Vec`] with [`Vec::new`]:
12 //!
13 //! ```
14 //! let v: Vec<i32> = Vec::new();
15 //! ```
16 //!
17 //! ...or by using the [`vec!`] macro:
18 //!
19 //! ```
20 //! let v: Vec<i32> = vec![];
21 //!
22 //! let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
23 //!
24 //! let v = vec![0; 10]; // ten zeroes
25 //! ```
26 //!
27 //! You can [`push`] values onto the end of a vector (which will grow the vector
28 //! as needed):
29 //!
30 //! ```
31 //! let mut v = vec![1, 2];
32 //!
33 //! v.push(3);
34 //! ```
35 //!
36 //! Popping values works in much the same way:
37 //!
38 //! ```
39 //! let mut v = vec![1, 2];
40 //!
41 //! let two = v.pop();
42 //! ```
43 //!
44 //! Vectors also support indexing (through the [`Index`] and [`IndexMut`] traits):
45 //!
46 //! ```
47 //! let mut v = vec![1, 2, 3];
48 //! let three = v[2];
49 //! v[1] = v[1] + 5;
50 //! ```
51 //!
52 //! [`push`]: Vec::push
53
54 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
55
56 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
57 use core::cmp;
58 use core::cmp::Ordering;
59 use core::convert::TryFrom;
60 use core::fmt;
61 use core::hash::{Hash, Hasher};
62 use core::intrinsics::{arith_offset, assume};
63 use core::iter;
64 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
65 use core::iter::FromIterator;
66 use core::marker::PhantomData;
67 use core::mem::{self, ManuallyDrop, MaybeUninit};
68 use core::ops::{self, Index, IndexMut, Range, RangeBounds};
69 use core::ptr::{self, NonNull};
70 use core::slice::{self, SliceIndex};
71
72 use crate::alloc::{Allocator, Global};
73 use crate::borrow::{Cow, ToOwned};
74 use crate::boxed::Box;
75 use crate::collections::TryReserveError;
76 use crate::raw_vec::RawVec;
77
78 #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
79 pub use self::drain_filter::DrainFilter;
80
81 mod drain_filter;
82
83 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
84 #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
85 pub use self::splice::Splice;
86
87 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
88 mod splice;
89
90 #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
91 pub use self::drain::Drain;
92
93 mod drain;
94
95 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
96 mod cow;
97
98 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
99 pub(crate) use self::into_iter::AsIntoIter;
100 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
101 pub use self::into_iter::IntoIter;
102
103 mod into_iter;
104
105 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
106 use self::is_zero::IsZero;
107
108 mod is_zero;
109
110 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
111 mod source_iter_marker;
112
113 mod partial_eq;
114
115 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
116 use self::spec_from_elem::SpecFromElem;
117
118 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
119 mod spec_from_elem;
120
121 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
122 use self::set_len_on_drop::SetLenOnDrop;
123
124 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
125 mod set_len_on_drop;
126
127 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
128 use self::in_place_drop::InPlaceDrop;
129
130 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
131 mod in_place_drop;
132
133 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
134 use self::spec_from_iter_nested::SpecFromIterNested;
135
136 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
137 mod spec_from_iter_nested;
138
139 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
140 use self::spec_from_iter::SpecFromIter;
141
142 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
143 mod spec_from_iter;
144
145 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
146 use self::spec_extend::SpecExtend;
147
148 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
149 mod spec_extend;
150
151 /// A contiguous growable array type, written as `Vec<T>`, short for 'vector'.
152 ///
153 /// # Examples
154 ///
155 /// ```
156 /// let mut vec = Vec::new();
157 /// vec.push(1);
158 /// vec.push(2);
159 ///
160 /// assert_eq!(vec.len(), 2);
161 /// assert_eq!(vec[0], 1);
162 ///
163 /// assert_eq!(vec.pop(), Some(2));
164 /// assert_eq!(vec.len(), 1);
165 ///
166 /// vec[0] = 7;
167 /// assert_eq!(vec[0], 7);
168 ///
169 /// vec.extend([1, 2, 3].iter().copied());
170 ///
171 /// for x in &vec {
172 ///     println!("{}", x);
173 /// }
174 /// assert_eq!(vec, [7, 1, 2, 3]);
175 /// ```
176 ///
177 /// The [`vec!`] macro is provided for convenient initialization:
178 ///
179 /// ```
180 /// let mut vec1 = vec![1, 2, 3];
181 /// vec1.push(4);
182 /// let vec2 = Vec::from([1, 2, 3, 4]);
183 /// assert_eq!(vec1, vec2);
184 /// ```
185 ///
186 /// It can also initialize each element of a `Vec<T>` with a given value.
187 /// This may be more efficient than performing allocation and initialization
188 /// in separate steps, especially when initializing a vector of zeros:
189 ///
190 /// ```
191 /// let vec = vec![0; 5];
192 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
193 ///
194 /// // The following is equivalent, but potentially slower:
195 /// let mut vec = Vec::with_capacity(5);
196 /// vec.resize(5, 0);
197 /// assert_eq!(vec, [0, 0, 0, 0, 0]);
198 /// ```
199 ///
200 /// For more information, see
201 /// [Capacity and Reallocation](#capacity-and-reallocation).
202 ///
203 /// Use a `Vec<T>` as an efficient stack:
204 ///
205 /// ```
206 /// let mut stack = Vec::new();
207 ///
208 /// stack.push(1);
209 /// stack.push(2);
210 /// stack.push(3);
211 ///
212 /// while let Some(top) = stack.pop() {
213 ///     // Prints 3, 2, 1
214 ///     println!("{}", top);
215 /// }
216 /// ```
217 ///
218 /// # Indexing
219 ///
220 /// The `Vec` type allows to access values by index, because it implements the
221 /// [`Index`] trait. An example will be more explicit:
222 ///
223 /// ```
224 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
225 /// println!("{}", v[1]); // it will display '2'
226 /// ```
227 ///
228 /// However be careful: if you try to access an index which isn't in the `Vec`,
229 /// your software will panic! You cannot do this:
230 ///
231 /// ```should_panic
232 /// let v = vec![0, 2, 4, 6];
233 /// println!("{}", v[6]); // it will panic!
234 /// ```
235 ///
236 /// Use [`get`] and [`get_mut`] if you want to check whether the index is in
237 /// the `Vec`.
238 ///
239 /// # Slicing
240 ///
241 /// A `Vec` can be mutable. On the other hand, slices are read-only objects.
242 /// To get a [slice][prim@slice], use [`&`]. Example:
243 ///
244 /// ```
245 /// fn read_slice(slice: &[usize]) {
246 ///     // ...
247 /// }
248 ///
249 /// let v = vec![0, 1];
250 /// read_slice(&v);
251 ///
252 /// // ... and that's all!
253 /// // you can also do it like this:
254 /// let u: &[usize] = &v;
255 /// // or like this:
256 /// let u: &[_] = &v;
257 /// ```
258 ///
259 /// In Rust, it's more common to pass slices as arguments rather than vectors
260 /// when you just want to provide read access. The same goes for [`String`] and
261 /// [`&str`].
262 ///
263 /// # Capacity and reallocation
264 ///
265 /// The capacity of a vector is the amount of space allocated for any future
266 /// elements that will be added onto the vector. This is not to be confused with
267 /// the *length* of a vector, which specifies the number of actual elements
268 /// within the vector. If a vector's length exceeds its capacity, its capacity
269 /// will automatically be increased, but its elements will have to be
270 /// reallocated.
271 ///
272 /// For example, a vector with capacity 10 and length 0 would be an empty vector
273 /// with space for 10 more elements. Pushing 10 or fewer elements onto the
274 /// vector will not change its capacity or cause reallocation to occur. However,
275 /// if the vector's length is increased to 11, it will have to reallocate, which
276 /// can be slow. For this reason, it is recommended to use [`Vec::with_capacity`]
277 /// whenever possible to specify how big the vector is expected to get.
278 ///
279 /// # Guarantees
280 ///
281 /// Due to its incredibly fundamental nature, `Vec` makes a lot of guarantees
282 /// about its design. This ensures that it's as low-overhead as possible in
283 /// the general case, and can be correctly manipulated in primitive ways
284 /// by unsafe code. Note that these guarantees refer to an unqualified `Vec<T>`.
285 /// If additional type parameters are added (e.g., to support custom allocators),
286 /// overriding their defaults may change the behavior.
287 ///
288 /// Most fundamentally, `Vec` is and always will be a (pointer, capacity, length)
289 /// triplet. No more, no less. The order of these fields is completely
290 /// unspecified, and you should use the appropriate methods to modify these.
291 /// The pointer will never be null, so this type is null-pointer-optimized.
292 ///
293 /// However, the pointer might not actually point to allocated memory. In particular,
294 /// if you construct a `Vec` with capacity 0 via [`Vec::new`], [`vec![]`][`vec!`],
295 /// [`Vec::with_capacity(0)`][`Vec::with_capacity`], or by calling [`shrink_to_fit`]
296 /// on an empty Vec, it will not allocate memory. Similarly, if you store zero-sized
297 /// types inside a `Vec`, it will not allocate space for them. *Note that in this case
298 /// the `Vec` might not report a [`capacity`] of 0*. `Vec` will allocate if and only
299 /// if <code>[mem::size_of::\<T>]\() * [capacity]\() > 0</code>. In general, `Vec`'s allocation
300 /// details are very subtle --- if you intend to allocate memory using a `Vec`
301 /// and use it for something else (either to pass to unsafe code, or to build your
302 /// own memory-backed collection), be sure to deallocate this memory by using
303 /// `from_raw_parts` to recover the `Vec` and then dropping it.
304 ///
305 /// If a `Vec` *has* allocated memory, then the memory it points to is on the heap
306 /// (as defined by the allocator Rust is configured to use by default), and its
307 /// pointer points to [`len`] initialized, contiguous elements in order (what
308 /// you would see if you coerced it to a slice), followed by <code>[capacity] - [len]</code>
309 /// logically uninitialized, contiguous elements.
310 ///
311 /// A vector containing the elements `'a'` and `'b'` with capacity 4 can be
312 /// visualized as below. The top part is the `Vec` struct, it contains a
313 /// pointer to the head of the allocation in the heap, length and capacity.
314 /// The bottom part is the allocation on the heap, a contiguous memory block.
315 ///
316 /// ```text
317 ///             ptr      len  capacity
318 ///        +--------+--------+--------+
319 ///        | 0x0123 |      2 |      4 |
320 ///        +--------+--------+--------+
321 ///             |
322 ///             v
323 /// Heap   +--------+--------+--------+--------+
324 ///        |    'a' |    'b' | uninit | uninit |
325 ///        +--------+--------+--------+--------+
326 /// ```
327 ///
328 /// - **uninit** represents memory that is not initialized, see [`MaybeUninit`].
329 /// - Note: the ABI is not stable and `Vec` makes no guarantees about its memory
330 ///   layout (including the order of fields).
331 ///
332 /// `Vec` will never perform a "small optimization" where elements are actually
333 /// stored on the stack for two reasons:
334 ///
335 /// * It would make it more difficult for unsafe code to correctly manipulate
336 ///   a `Vec`. The contents of a `Vec` wouldn't have a stable address if it were
337 ///   only moved, and it would be more difficult to determine if a `Vec` had
338 ///   actually allocated memory.
339 ///
340 /// * It would penalize the general case, incurring an additional branch
341 ///   on every access.
342 ///
343 /// `Vec` will never automatically shrink itself, even if completely empty. This
344 /// ensures no unnecessary allocations or deallocations occur. Emptying a `Vec`
345 /// and then filling it back up to the same [`len`] should incur no calls to
346 /// the allocator. If you wish to free up unused memory, use
347 /// [`shrink_to_fit`] or [`shrink_to`].
348 ///
349 /// [`push`] and [`insert`] will never (re)allocate if the reported capacity is
350 /// sufficient. [`push`] and [`insert`] *will* (re)allocate if
351 /// <code>[len] == [capacity]</code>. That is, the reported capacity is completely
352 /// accurate, and can be relied on. It can even be used to manually free the memory
353 /// allocated by a `Vec` if desired. Bulk insertion methods *may* reallocate, even
354 /// when not necessary.
355 ///
356 /// `Vec` does not guarantee any particular growth strategy when reallocating
357 /// when full, nor when [`reserve`] is called. The current strategy is basic
358 /// and it may prove desirable to use a non-constant growth factor. Whatever
359 /// strategy is used will of course guarantee *O*(1) amortized [`push`].
360 ///
361 /// `vec![x; n]`, `vec![a, b, c, d]`, and
362 /// [`Vec::with_capacity(n)`][`Vec::with_capacity`], will all produce a `Vec`
363 /// with exactly the requested capacity. If <code>[len] == [capacity]</code>,
364 /// (as is the case for the [`vec!`] macro), then a `Vec<T>` can be converted to
365 /// and from a [`Box<[T]>`][owned slice] without reallocating or moving the elements.
366 ///
367 /// `Vec` will not specifically overwrite any data that is removed from it,
368 /// but also won't specifically preserve it. Its uninitialized memory is
369 /// scratch space that it may use however it wants. It will generally just do
370 /// whatever is most efficient or otherwise easy to implement. Do not rely on
371 /// removed data to be erased for security purposes. Even if you drop a `Vec`, its
372 /// buffer may simply be reused by another allocation. Even if you zero a `Vec`'s memory
373 /// first, that might not actually happen because the optimizer does not consider
374 /// this a side-effect that must be preserved. There is one case which we will
375 /// not break, however: using `unsafe` code to write to the excess capacity,
376 /// and then increasing the length to match, is always valid.
377 ///
378 /// Currently, `Vec` does not guarantee the order in which elements are dropped.
379 /// The order has changed in the past and may change again.
380 ///
381 /// [`get`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get
382 /// [`get_mut`]: ../../std/vec/struct.Vec.html#method.get_mut
383 /// [`String`]: crate::string::String
384 /// [`&str`]: type@str
385 /// [`shrink_to_fit`]: Vec::shrink_to_fit
386 /// [`shrink_to`]: Vec::shrink_to
387 /// [capacity]: Vec::capacity
388 /// [`capacity`]: Vec::capacity
389 /// [mem::size_of::\<T>]: core::mem::size_of
390 /// [len]: Vec::len
391 /// [`len`]: Vec::len
392 /// [`push`]: Vec::push
393 /// [`insert`]: Vec::insert
394 /// [`reserve`]: Vec::reserve
395 /// [`MaybeUninit`]: core::mem::MaybeUninit
396 /// [owned slice]: Box
397 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
398 #[cfg_attr(not(test), rustc_diagnostic_item = "Vec")]
399 #[rustc_insignificant_dtor]
400 pub struct Vec<T, #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")] A: Allocator = Global> {
401     buf: RawVec<T, A>,
402     len: usize,
403 }
404
405 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
406 // Inherent methods
407 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
408
409 impl<T> Vec<T> {
410     /// Constructs a new, empty `Vec<T>`.
411     ///
412     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
413     ///
414     /// # Examples
415     ///
416     /// ```
417     /// # #![allow(unused_mut)]
418     /// let mut vec: Vec<i32> = Vec::new();
419     /// ```
420     #[inline]
421     #[rustc_const_stable(feature = "const_vec_new", since = "1.39.0")]
422     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
423     #[must_use]
424     pub const fn new() -> Self {
425         Vec { buf: RawVec::NEW, len: 0 }
426     }
427
428     /// Constructs a new, empty `Vec<T>` with the specified capacity.
429     ///
430     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
431     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
432     ///
433     /// It is important to note that although the returned vector has the
434     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
435     /// explanation of the difference between length and capacity, see
436     /// *[Capacity and reallocation]*.
437     ///
438     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
439     ///
440     /// # Panics
441     ///
442     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
443     ///
444     /// # Examples
445     ///
446     /// ```
447     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
448     ///
449     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
450     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
451     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
452     ///
453     /// // These are all done without reallocating...
454     /// for i in 0..10 {
455     ///     vec.push(i);
456     /// }
457     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
458     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
459     ///
460     /// // ...but this may make the vector reallocate
461     /// vec.push(11);
462     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
463     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
464     /// ```
465     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
466     #[inline]
467     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
468     #[must_use]
469     pub fn with_capacity(capacity: usize) -> Self {
470         Self::with_capacity_in(capacity, Global)
471     }
472
473     /// Creates a `Vec<T>` directly from the raw components of another vector.
474     ///
475     /// # Safety
476     ///
477     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
478     /// checked:
479     ///
480     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
481     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
482     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
483     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
484     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
485     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
486     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
487     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
488     ///
489     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
490     /// internal data structures. For example it is **not** safe
491     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
492     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
493     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
494     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
495     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
496     ///
497     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
498     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
499     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
500     /// that nothing else uses the pointer after calling this
501     /// function.
502     ///
503     /// [`String`]: crate::string::String
504     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
505     ///
506     /// # Examples
507     ///
508     /// ```
509     /// use std::ptr;
510     /// use std::mem;
511     ///
512     /// let v = vec![1, 2, 3];
513     ///
514     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
515     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
516     /// // of the allocation.
517     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
518     ///
519     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
520     /// let p = v.as_mut_ptr();
521     /// let len = v.len();
522     /// let cap = v.capacity();
523     ///
524     /// unsafe {
525     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
526     ///     for i in 0..len as isize {
527     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
528     ///     }
529     ///
530     ///     // Put everything back together into a Vec
531     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts(p, len, cap);
532     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
533     /// }
534     /// ```
535     #[inline]
536     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
537     pub unsafe fn from_raw_parts(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize) -> Self {
538         unsafe { Self::from_raw_parts_in(ptr, length, capacity, Global) }
539     }
540 }
541
542 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
543     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>`.
544     ///
545     /// The vector will not allocate until elements are pushed onto it.
546     ///
547     /// # Examples
548     ///
549     /// ```
550     /// #![feature(allocator_api)]
551     ///
552     /// use std::alloc::System;
553     ///
554     /// # #[allow(unused_mut)]
555     /// let mut vec: Vec<i32, _> = Vec::new_in(System);
556     /// ```
557     #[inline]
558     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
559     pub const fn new_in(alloc: A) -> Self {
560         Vec { buf: RawVec::new_in(alloc), len: 0 }
561     }
562
563     /// Constructs a new, empty `Vec<T, A>` with the specified capacity with the provided
564     /// allocator.
565     ///
566     /// The vector will be able to hold exactly `capacity` elements without
567     /// reallocating. If `capacity` is 0, the vector will not allocate.
568     ///
569     /// It is important to note that although the returned vector has the
570     /// *capacity* specified, the vector will have a zero *length*. For an
571     /// explanation of the difference between length and capacity, see
572     /// *[Capacity and reallocation]*.
573     ///
574     /// [Capacity and reallocation]: #capacity-and-reallocation
575     ///
576     /// # Panics
577     ///
578     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
579     ///
580     /// # Examples
581     ///
582     /// ```
583     /// #![feature(allocator_api)]
584     ///
585     /// use std::alloc::System;
586     ///
587     /// let mut vec = Vec::with_capacity_in(10, System);
588     ///
589     /// // The vector contains no items, even though it has capacity for more
590     /// assert_eq!(vec.len(), 0);
591     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
592     ///
593     /// // These are all done without reallocating...
594     /// for i in 0..10 {
595     ///     vec.push(i);
596     /// }
597     /// assert_eq!(vec.len(), 10);
598     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
599     ///
600     /// // ...but this may make the vector reallocate
601     /// vec.push(11);
602     /// assert_eq!(vec.len(), 11);
603     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
604     /// ```
605     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
606     #[inline]
607     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
608     pub fn with_capacity_in(capacity: usize, alloc: A) -> Self {
609         Vec { buf: RawVec::with_capacity_in(capacity, alloc), len: 0 }
610     }
611
612     /// Creates a `Vec<T, A>` directly from the raw components of another vector.
613     ///
614     /// # Safety
615     ///
616     /// This is highly unsafe, due to the number of invariants that aren't
617     /// checked:
618     ///
619     /// * `ptr` needs to have been previously allocated via [`String`]/`Vec<T>`
620     ///   (at least, it's highly likely to be incorrect if it wasn't).
621     /// * `T` needs to have the same size and alignment as what `ptr` was allocated with.
622     ///   (`T` having a less strict alignment is not sufficient, the alignment really
623     ///   needs to be equal to satisfy the [`dealloc`] requirement that memory must be
624     ///   allocated and deallocated with the same layout.)
625     /// * `length` needs to be less than or equal to `capacity`.
626     /// * `capacity` needs to be the capacity that the pointer was allocated with.
627     ///
628     /// Violating these may cause problems like corrupting the allocator's
629     /// internal data structures. For example it is **not** safe
630     /// to build a `Vec<u8>` from a pointer to a C `char` array with length `size_t`.
631     /// It's also not safe to build one from a `Vec<u16>` and its length, because
632     /// the allocator cares about the alignment, and these two types have different
633     /// alignments. The buffer was allocated with alignment 2 (for `u16`), but after
634     /// turning it into a `Vec<u8>` it'll be deallocated with alignment 1.
635     ///
636     /// The ownership of `ptr` is effectively transferred to the
637     /// `Vec<T>` which may then deallocate, reallocate or change the
638     /// contents of memory pointed to by the pointer at will. Ensure
639     /// that nothing else uses the pointer after calling this
640     /// function.
641     ///
642     /// [`String`]: crate::string::String
643     /// [`dealloc`]: crate::alloc::GlobalAlloc::dealloc
644     ///
645     /// # Examples
646     ///
647     /// ```
648     /// #![feature(allocator_api)]
649     ///
650     /// use std::alloc::System;
651     ///
652     /// use std::ptr;
653     /// use std::mem;
654     ///
655     /// let mut v = Vec::with_capacity_in(3, System);
656     /// v.push(1);
657     /// v.push(2);
658     /// v.push(3);
659     ///
660     // FIXME Update this when vec_into_raw_parts is stabilized
661     /// // Prevent running `v`'s destructor so we are in complete control
662     /// // of the allocation.
663     /// let mut v = mem::ManuallyDrop::new(v);
664     ///
665     /// // Pull out the various important pieces of information about `v`
666     /// let p = v.as_mut_ptr();
667     /// let len = v.len();
668     /// let cap = v.capacity();
669     /// let alloc = v.allocator();
670     ///
671     /// unsafe {
672     ///     // Overwrite memory with 4, 5, 6
673     ///     for i in 0..len as isize {
674     ///         ptr::write(p.offset(i), 4 + i);
675     ///     }
676     ///
677     ///     // Put everything back together into a Vec
678     ///     let rebuilt = Vec::from_raw_parts_in(p, len, cap, alloc.clone());
679     ///     assert_eq!(rebuilt, [4, 5, 6]);
680     /// }
681     /// ```
682     #[inline]
683     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
684     pub unsafe fn from_raw_parts_in(ptr: *mut T, length: usize, capacity: usize, alloc: A) -> Self {
685         unsafe { Vec { buf: RawVec::from_raw_parts_in(ptr, capacity, alloc), len: length } }
686     }
687
688     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
689     ///
690     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of
691     /// the vector (in elements), and the allocated capacity of the
692     /// data (in elements). These are the same arguments in the same
693     /// order as the arguments to [`from_raw_parts`].
694     ///
695     /// After calling this function, the caller is responsible for the
696     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
697     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
698     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts`] function, allowing
699     /// the destructor to perform the cleanup.
700     ///
701     /// [`from_raw_parts`]: Vec::from_raw_parts
702     ///
703     /// # Examples
704     ///
705     /// ```
706     /// #![feature(vec_into_raw_parts)]
707     /// let v: Vec<i32> = vec![-1, 0, 1];
708     ///
709     /// let (ptr, len, cap) = v.into_raw_parts();
710     ///
711     /// let rebuilt = unsafe {
712     ///     // We can now make changes to the components, such as
713     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
714     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
715     ///
716     ///     Vec::from_raw_parts(ptr, len, cap)
717     /// };
718     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
719     /// ```
720     #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
721     pub fn into_raw_parts(self) -> (*mut T, usize, usize) {
722         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
723         (me.as_mut_ptr(), me.len(), me.capacity())
724     }
725
726     /// Decomposes a `Vec<T>` into its raw components.
727     ///
728     /// Returns the raw pointer to the underlying data, the length of the vector (in elements),
729     /// the allocated capacity of the data (in elements), and the allocator. These are the same
730     /// arguments in the same order as the arguments to [`from_raw_parts_in`].
731     ///
732     /// After calling this function, the caller is responsible for the
733     /// memory previously managed by the `Vec`. The only way to do
734     /// this is to convert the raw pointer, length, and capacity back
735     /// into a `Vec` with the [`from_raw_parts_in`] function, allowing
736     /// the destructor to perform the cleanup.
737     ///
738     /// [`from_raw_parts_in`]: Vec::from_raw_parts_in
739     ///
740     /// # Examples
741     ///
742     /// ```
743     /// #![feature(allocator_api, vec_into_raw_parts)]
744     ///
745     /// use std::alloc::System;
746     ///
747     /// let mut v: Vec<i32, System> = Vec::new_in(System);
748     /// v.push(-1);
749     /// v.push(0);
750     /// v.push(1);
751     ///
752     /// let (ptr, len, cap, alloc) = v.into_raw_parts_with_alloc();
753     ///
754     /// let rebuilt = unsafe {
755     ///     // We can now make changes to the components, such as
756     ///     // transmuting the raw pointer to a compatible type.
757     ///     let ptr = ptr as *mut u32;
758     ///
759     ///     Vec::from_raw_parts_in(ptr, len, cap, alloc)
760     /// };
761     /// assert_eq!(rebuilt, [4294967295, 0, 1]);
762     /// ```
763     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
764     // #[unstable(feature = "vec_into_raw_parts", reason = "new API", issue = "65816")]
765     pub fn into_raw_parts_with_alloc(self) -> (*mut T, usize, usize, A) {
766         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
767         let len = me.len();
768         let capacity = me.capacity();
769         let ptr = me.as_mut_ptr();
770         let alloc = unsafe { ptr::read(me.allocator()) };
771         (ptr, len, capacity, alloc)
772     }
773
774     /// Returns the number of elements the vector can hold without
775     /// reallocating.
776     ///
777     /// # Examples
778     ///
779     /// ```
780     /// let vec: Vec<i32> = Vec::with_capacity(10);
781     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
782     /// ```
783     #[inline]
784     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
785     pub fn capacity(&self) -> usize {
786         self.buf.capacity()
787     }
788
789     /// Reserves capacity for at least `additional` more elements to be inserted
790     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
791     /// frequent reallocations. After calling `reserve`, capacity will be
792     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
793     /// capacity is already sufficient.
794     ///
795     /// # Panics
796     ///
797     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
798     ///
799     /// # Examples
800     ///
801     /// ```
802     /// let mut vec = vec![1];
803     /// vec.reserve(10);
804     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
805     /// ```
806     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
807     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
808     pub fn reserve(&mut self, additional: usize) {
809         self.buf.reserve(self.len, additional);
810     }
811
812     /// Reserves the minimum capacity for exactly `additional` more elements to
813     /// be inserted in the given `Vec<T>`. After calling `reserve_exact`,
814     /// capacity will be greater than or equal to `self.len() + additional`.
815     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
816     ///
817     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
818     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
819     /// minimal. Prefer [`reserve`] if future insertions are expected.
820     ///
821     /// [`reserve`]: Vec::reserve
822     ///
823     /// # Panics
824     ///
825     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
826     ///
827     /// # Examples
828     ///
829     /// ```
830     /// let mut vec = vec![1];
831     /// vec.reserve_exact(10);
832     /// assert!(vec.capacity() >= 11);
833     /// ```
834     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
835     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
836     pub fn reserve_exact(&mut self, additional: usize) {
837         self.buf.reserve_exact(self.len, additional);
838     }
839
840     /// Tries to reserve capacity for at least `additional` more elements to be inserted
841     /// in the given `Vec<T>`. The collection may reserve more space to avoid
842     /// frequent reallocations. After calling `try_reserve`, capacity will be
843     /// greater than or equal to `self.len() + additional`. Does nothing if
844     /// capacity is already sufficient.
845     ///
846     /// # Errors
847     ///
848     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
849     /// is returned.
850     ///
851     /// # Examples
852     ///
853     /// ```
854     /// use std::collections::TryReserveError;
855     ///
856     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
857     ///     let mut output = Vec::new();
858     ///
859     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
860     ///     output.try_reserve(data.len())?;
861     ///
862     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
863     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
864     ///         val * 2 + 5 // very complicated
865     ///     }));
866     ///
867     ///     Ok(output)
868     /// }
869     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
870     /// ```
871     #[stable(feature = "try_reserve", since = "1.57.0")]
872     pub fn try_reserve(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
873         self.buf.try_reserve(self.len, additional)
874     }
875
876     /// Tries to reserve the minimum capacity for exactly `additional`
877     /// elements to be inserted in the given `Vec<T>`. After calling
878     /// `try_reserve_exact`, capacity will be greater than or equal to
879     /// `self.len() + additional` if it returns `Ok(())`.
880     /// Does nothing if the capacity is already sufficient.
881     ///
882     /// Note that the allocator may give the collection more space than it
883     /// requests. Therefore, capacity can not be relied upon to be precisely
884     /// minimal. Prefer [`try_reserve`] if future insertions are expected.
885     ///
886     /// [`try_reserve`]: Vec::try_reserve
887     ///
888     /// # Errors
889     ///
890     /// If the capacity overflows, or the allocator reports a failure, then an error
891     /// is returned.
892     ///
893     /// # Examples
894     ///
895     /// ```
896     /// use std::collections::TryReserveError;
897     ///
898     /// fn process_data(data: &[u32]) -> Result<Vec<u32>, TryReserveError> {
899     ///     let mut output = Vec::new();
900     ///
901     ///     // Pre-reserve the memory, exiting if we can't
902     ///     output.try_reserve_exact(data.len())?;
903     ///
904     ///     // Now we know this can't OOM in the middle of our complex work
905     ///     output.extend(data.iter().map(|&val| {
906     ///         val * 2 + 5 // very complicated
907     ///     }));
908     ///
909     ///     Ok(output)
910     /// }
911     /// # process_data(&[1, 2, 3]).expect("why is the test harness OOMing on 12 bytes?");
912     /// ```
913     #[stable(feature = "try_reserve", since = "1.57.0")]
914     pub fn try_reserve_exact(&mut self, additional: usize) -> Result<(), TryReserveError> {
915         self.buf.try_reserve_exact(self.len, additional)
916     }
917
918     /// Shrinks the capacity of the vector as much as possible.
919     ///
920     /// It will drop down as close as possible to the length but the allocator
921     /// may still inform the vector that there is space for a few more elements.
922     ///
923     /// # Examples
924     ///
925     /// ```
926     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
927     /// vec.extend([1, 2, 3]);
928     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
929     /// vec.shrink_to_fit();
930     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
931     /// ```
932     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
933     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
934     pub fn shrink_to_fit(&mut self) {
935         // The capacity is never less than the length, and there's nothing to do when
936         // they are equal, so we can avoid the panic case in `RawVec::shrink_to_fit`
937         // by only calling it with a greater capacity.
938         if self.capacity() > self.len {
939             self.buf.shrink_to_fit(self.len);
940         }
941     }
942
943     /// Shrinks the capacity of the vector with a lower bound.
944     ///
945     /// The capacity will remain at least as large as both the length
946     /// and the supplied value.
947     ///
948     /// If the current capacity is less than the lower limit, this is a no-op.
949     ///
950     /// # Examples
951     ///
952     /// ```
953     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
954     /// vec.extend([1, 2, 3]);
955     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
956     /// vec.shrink_to(4);
957     /// assert!(vec.capacity() >= 4);
958     /// vec.shrink_to(0);
959     /// assert!(vec.capacity() >= 3);
960     /// ```
961     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
962     #[stable(feature = "shrink_to", since = "1.56.0")]
963     pub fn shrink_to(&mut self, min_capacity: usize) {
964         if self.capacity() > min_capacity {
965             self.buf.shrink_to_fit(cmp::max(self.len, min_capacity));
966         }
967     }
968
969     /// Converts the vector into [`Box<[T]>`][owned slice].
970     ///
971     /// Note that this will drop any excess capacity.
972     ///
973     /// [owned slice]: Box
974     ///
975     /// # Examples
976     ///
977     /// ```
978     /// let v = vec![1, 2, 3];
979     ///
980     /// let slice = v.into_boxed_slice();
981     /// ```
982     ///
983     /// Any excess capacity is removed:
984     ///
985     /// ```
986     /// let mut vec = Vec::with_capacity(10);
987     /// vec.extend([1, 2, 3]);
988     ///
989     /// assert_eq!(vec.capacity(), 10);
990     /// let slice = vec.into_boxed_slice();
991     /// assert_eq!(slice.into_vec().capacity(), 3);
992     /// ```
993     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
994     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
995     pub fn into_boxed_slice(mut self) -> Box<[T], A> {
996         unsafe {
997             self.shrink_to_fit();
998             let me = ManuallyDrop::new(self);
999             let buf = ptr::read(&me.buf);
1000             let len = me.len();
1001             buf.into_box(len).assume_init()
1002         }
1003     }
1004
1005     /// Shortens the vector, keeping the first `len` elements and dropping
1006     /// the rest.
1007     ///
1008     /// If `len` is greater than the vector's current length, this has no
1009     /// effect.
1010     ///
1011     /// The [`drain`] method can emulate `truncate`, but causes the excess
1012     /// elements to be returned instead of dropped.
1013     ///
1014     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1015     /// of the vector.
1016     ///
1017     /// # Examples
1018     ///
1019     /// Truncating a five element vector to two elements:
1020     ///
1021     /// ```
1022     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1023     /// vec.truncate(2);
1024     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1025     /// ```
1026     ///
1027     /// No truncation occurs when `len` is greater than the vector's current
1028     /// length:
1029     ///
1030     /// ```
1031     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1032     /// vec.truncate(8);
1033     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1034     /// ```
1035     ///
1036     /// Truncating when `len == 0` is equivalent to calling the [`clear`]
1037     /// method.
1038     ///
1039     /// ```
1040     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1041     /// vec.truncate(0);
1042     /// assert_eq!(vec, []);
1043     /// ```
1044     ///
1045     /// [`clear`]: Vec::clear
1046     /// [`drain`]: Vec::drain
1047     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1048     pub fn truncate(&mut self, len: usize) {
1049         // This is safe because:
1050         //
1051         // * the slice passed to `drop_in_place` is valid; the `len > self.len`
1052         //   case avoids creating an invalid slice, and
1053         // * the `len` of the vector is shrunk before calling `drop_in_place`,
1054         //   such that no value will be dropped twice in case `drop_in_place`
1055         //   were to panic once (if it panics twice, the program aborts).
1056         unsafe {
1057             // Note: It's intentional that this is `>` and not `>=`.
1058             //       Changing it to `>=` has negative performance
1059             //       implications in some cases. See #78884 for more.
1060             if len > self.len {
1061                 return;
1062             }
1063             let remaining_len = self.len - len;
1064             let s = ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(len), remaining_len);
1065             self.len = len;
1066             ptr::drop_in_place(s);
1067         }
1068     }
1069
1070     /// Extracts a slice containing the entire vector.
1071     ///
1072     /// Equivalent to `&s[..]`.
1073     ///
1074     /// # Examples
1075     ///
1076     /// ```
1077     /// use std::io::{self, Write};
1078     /// let buffer = vec![1, 2, 3, 5, 8];
1079     /// io::sink().write(buffer.as_slice()).unwrap();
1080     /// ```
1081     #[inline]
1082     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
1083     pub fn as_slice(&self) -> &[T] {
1084         self
1085     }
1086
1087     /// Extracts a mutable slice of the entire vector.
1088     ///
1089     /// Equivalent to `&mut s[..]`.
1090     ///
1091     /// # Examples
1092     ///
1093     /// ```
1094     /// use std::io::{self, Read};
1095     /// let mut buffer = vec![0; 3];
1096     /// io::repeat(0b101).read_exact(buffer.as_mut_slice()).unwrap();
1097     /// ```
1098     #[inline]
1099     #[stable(feature = "vec_as_slice", since = "1.7.0")]
1100     pub fn as_mut_slice(&mut self) -> &mut [T] {
1101         self
1102     }
1103
1104     /// Returns a raw pointer to the vector's buffer.
1105     ///
1106     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
1107     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
1108     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
1109     /// which would also make any pointers to it invalid.
1110     ///
1111     /// The caller must also ensure that the memory the pointer (non-transitively) points to
1112     /// is never written to (except inside an `UnsafeCell`) using this pointer or any pointer
1113     /// derived from it. If you need to mutate the contents of the slice, use [`as_mut_ptr`].
1114     ///
1115     /// # Examples
1116     ///
1117     /// ```
1118     /// let x = vec![1, 2, 4];
1119     /// let x_ptr = x.as_ptr();
1120     ///
1121     /// unsafe {
1122     ///     for i in 0..x.len() {
1123     ///         assert_eq!(*x_ptr.add(i), 1 << i);
1124     ///     }
1125     /// }
1126     /// ```
1127     ///
1128     /// [`as_mut_ptr`]: Vec::as_mut_ptr
1129     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1130     #[inline]
1131     pub fn as_ptr(&self) -> *const T {
1132         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1133         // `deref`, which creates an intermediate reference.
1134         let ptr = self.buf.ptr();
1135         unsafe {
1136             assume(!ptr.is_null());
1137         }
1138         ptr
1139     }
1140
1141     /// Returns an unsafe mutable pointer to the vector's buffer.
1142     ///
1143     /// The caller must ensure that the vector outlives the pointer this
1144     /// function returns, or else it will end up pointing to garbage.
1145     /// Modifying the vector may cause its buffer to be reallocated,
1146     /// which would also make any pointers to it invalid.
1147     ///
1148     /// # Examples
1149     ///
1150     /// ```
1151     /// // Allocate vector big enough for 4 elements.
1152     /// let size = 4;
1153     /// let mut x: Vec<i32> = Vec::with_capacity(size);
1154     /// let x_ptr = x.as_mut_ptr();
1155     ///
1156     /// // Initialize elements via raw pointer writes, then set length.
1157     /// unsafe {
1158     ///     for i in 0..size {
1159     ///         *x_ptr.add(i) = i as i32;
1160     ///     }
1161     ///     x.set_len(size);
1162     /// }
1163     /// assert_eq!(&*x, &[0, 1, 2, 3]);
1164     /// ```
1165     #[stable(feature = "vec_as_ptr", since = "1.37.0")]
1166     #[inline]
1167     pub fn as_mut_ptr(&mut self) -> *mut T {
1168         // We shadow the slice method of the same name to avoid going through
1169         // `deref_mut`, which creates an intermediate reference.
1170         let ptr = self.buf.ptr();
1171         unsafe {
1172             assume(!ptr.is_null());
1173         }
1174         ptr
1175     }
1176
1177     /// Returns a reference to the underlying allocator.
1178     #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
1179     #[inline]
1180     pub fn allocator(&self) -> &A {
1181         self.buf.allocator()
1182     }
1183
1184     /// Forces the length of the vector to `new_len`.
1185     ///
1186     /// This is a low-level operation that maintains none of the normal
1187     /// invariants of the type. Normally changing the length of a vector
1188     /// is done using one of the safe operations instead, such as
1189     /// [`truncate`], [`resize`], [`extend`], or [`clear`].
1190     ///
1191     /// [`truncate`]: Vec::truncate
1192     /// [`resize`]: Vec::resize
1193     /// [`extend`]: Extend::extend
1194     /// [`clear`]: Vec::clear
1195     ///
1196     /// # Safety
1197     ///
1198     /// - `new_len` must be less than or equal to [`capacity()`].
1199     /// - The elements at `old_len..new_len` must be initialized.
1200     ///
1201     /// [`capacity()`]: Vec::capacity
1202     ///
1203     /// # Examples
1204     ///
1205     /// This method can be useful for situations in which the vector
1206     /// is serving as a buffer for other code, particularly over FFI:
1207     ///
1208     /// ```no_run
1209     /// # #![allow(dead_code)]
1210     /// # // This is just a minimal skeleton for the doc example;
1211     /// # // don't use this as a starting point for a real library.
1212     /// # pub struct StreamWrapper { strm: *mut std::ffi::c_void }
1213     /// # const Z_OK: i32 = 0;
1214     /// # extern "C" {
1215     /// #     fn deflateGetDictionary(
1216     /// #         strm: *mut std::ffi::c_void,
1217     /// #         dictionary: *mut u8,
1218     /// #         dictLength: *mut usize,
1219     /// #     ) -> i32;
1220     /// # }
1221     /// # impl StreamWrapper {
1222     /// pub fn get_dictionary(&self) -> Option<Vec<u8>> {
1223     ///     // Per the FFI method's docs, "32768 bytes is always enough".
1224     ///     let mut dict = Vec::with_capacity(32_768);
1225     ///     let mut dict_length = 0;
1226     ///     // SAFETY: When `deflateGetDictionary` returns `Z_OK`, it holds that:
1227     ///     // 1. `dict_length` elements were initialized.
1228     ///     // 2. `dict_length` <= the capacity (32_768)
1229     ///     // which makes `set_len` safe to call.
1230     ///     unsafe {
1231     ///         // Make the FFI call...
1232     ///         let r = deflateGetDictionary(self.strm, dict.as_mut_ptr(), &mut dict_length);
1233     ///         if r == Z_OK {
1234     ///             // ...and update the length to what was initialized.
1235     ///             dict.set_len(dict_length);
1236     ///             Some(dict)
1237     ///         } else {
1238     ///             None
1239     ///         }
1240     ///     }
1241     /// }
1242     /// # }
1243     /// ```
1244     ///
1245     /// While the following example is sound, there is a memory leak since
1246     /// the inner vectors were not freed prior to the `set_len` call:
1247     ///
1248     /// ```
1249     /// let mut vec = vec![vec![1, 0, 0],
1250     ///                    vec![0, 1, 0],
1251     ///                    vec![0, 0, 1]];
1252     /// // SAFETY:
1253     /// // 1. `old_len..0` is empty so no elements need to be initialized.
1254     /// // 2. `0 <= capacity` always holds whatever `capacity` is.
1255     /// unsafe {
1256     ///     vec.set_len(0);
1257     /// }
1258     /// ```
1259     ///
1260     /// Normally, here, one would use [`clear`] instead to correctly drop
1261     /// the contents and thus not leak memory.
1262     #[inline]
1263     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1264     pub unsafe fn set_len(&mut self, new_len: usize) {
1265         debug_assert!(new_len <= self.capacity());
1266
1267         self.len = new_len;
1268     }
1269
1270     /// Removes an element from the vector and returns it.
1271     ///
1272     /// The removed element is replaced by the last element of the vector.
1273     ///
1274     /// This does not preserve ordering, but is *O*(1).
1275     /// If you need to preserve the element order, use [`remove`] instead.
1276     ///
1277     /// [`remove`]: Vec::remove
1278     ///
1279     /// # Panics
1280     ///
1281     /// Panics if `index` is out of bounds.
1282     ///
1283     /// # Examples
1284     ///
1285     /// ```
1286     /// let mut v = vec!["foo", "bar", "baz", "qux"];
1287     ///
1288     /// assert_eq!(v.swap_remove(1), "bar");
1289     /// assert_eq!(v, ["foo", "qux", "baz"]);
1290     ///
1291     /// assert_eq!(v.swap_remove(0), "foo");
1292     /// assert_eq!(v, ["baz", "qux"]);
1293     /// ```
1294     #[inline]
1295     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1296     pub fn swap_remove(&mut self, index: usize) -> T {
1297         #[cold]
1298         #[inline(never)]
1299         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1300             panic!("swap_remove index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1301         }
1302
1303         let len = self.len();
1304         if index >= len {
1305             assert_failed(index, len);
1306         }
1307         unsafe {
1308             // We replace self[index] with the last element. Note that if the
1309             // bounds check above succeeds there must be a last element (which
1310             // can be self[index] itself).
1311             let value = ptr::read(self.as_ptr().add(index));
1312             let base_ptr = self.as_mut_ptr();
1313             ptr::copy(base_ptr.add(len - 1), base_ptr.add(index), 1);
1314             self.set_len(len - 1);
1315             value
1316         }
1317     }
1318
1319     /// Inserts an element at position `index` within the vector, shifting all
1320     /// elements after it to the right.
1321     ///
1322     /// # Panics
1323     ///
1324     /// Panics if `index > len`.
1325     ///
1326     /// # Examples
1327     ///
1328     /// ```
1329     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1330     /// vec.insert(1, 4);
1331     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3]);
1332     /// vec.insert(4, 5);
1333     /// assert_eq!(vec, [1, 4, 2, 3, 5]);
1334     /// ```
1335     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1336     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1337     pub fn insert(&mut self, index: usize, element: T) {
1338         #[cold]
1339         #[inline(never)]
1340         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1341             panic!("insertion index (is {}) should be <= len (is {})", index, len);
1342         }
1343
1344         let len = self.len();
1345         if index > len {
1346             assert_failed(index, len);
1347         }
1348
1349         // space for the new element
1350         if len == self.buf.capacity() {
1351             self.reserve(1);
1352         }
1353
1354         unsafe {
1355             // infallible
1356             // The spot to put the new value
1357             {
1358                 let p = self.as_mut_ptr().add(index);
1359                 // Shift everything over to make space. (Duplicating the
1360                 // `index`th element into two consecutive places.)
1361                 ptr::copy(p, p.offset(1), len - index);
1362                 // Write it in, overwriting the first copy of the `index`th
1363                 // element.
1364                 ptr::write(p, element);
1365             }
1366             self.set_len(len + 1);
1367         }
1368     }
1369
1370     /// Removes and returns the element at position `index` within the vector,
1371     /// shifting all elements after it to the left.
1372     ///
1373     /// Note: Because this shifts over the remaining elements, it has a
1374     /// worst-case performance of *O*(*n*). If you don't need the order of elements
1375     /// to be preserved, use [`swap_remove`] instead. If you'd like to remove
1376     /// elements from the beginning of the `Vec`, consider using
1377     /// [`VecDeque::pop_front`] instead.
1378     ///
1379     /// [`swap_remove`]: Vec::swap_remove
1380     /// [`VecDeque::pop_front`]: crate::collections::VecDeque::pop_front
1381     ///
1382     /// # Panics
1383     ///
1384     /// Panics if `index` is out of bounds.
1385     ///
1386     /// # Examples
1387     ///
1388     /// ```
1389     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1390     /// assert_eq!(v.remove(1), 2);
1391     /// assert_eq!(v, [1, 3]);
1392     /// ```
1393     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1394     #[track_caller]
1395     pub fn remove(&mut self, index: usize) -> T {
1396         #[cold]
1397         #[inline(never)]
1398         #[track_caller]
1399         fn assert_failed(index: usize, len: usize) -> ! {
1400             panic!("removal index (is {}) should be < len (is {})", index, len);
1401         }
1402
1403         let len = self.len();
1404         if index >= len {
1405             assert_failed(index, len);
1406         }
1407         unsafe {
1408             // infallible
1409             let ret;
1410             {
1411                 // the place we are taking from.
1412                 let ptr = self.as_mut_ptr().add(index);
1413                 // copy it out, unsafely having a copy of the value on
1414                 // the stack and in the vector at the same time.
1415                 ret = ptr::read(ptr);
1416
1417                 // Shift everything down to fill in that spot.
1418                 ptr::copy(ptr.offset(1), ptr, len - index - 1);
1419             }
1420             self.set_len(len - 1);
1421             ret
1422         }
1423     }
1424
1425     /// Retains only the elements specified by the predicate.
1426     ///
1427     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&e)` returns `false`.
1428     /// This method operates in place, visiting each element exactly once in the
1429     /// original order, and preserves the order of the retained elements.
1430     ///
1431     /// # Examples
1432     ///
1433     /// ```
1434     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1435     /// vec.retain(|&x| x % 2 == 0);
1436     /// assert_eq!(vec, [2, 4]);
1437     /// ```
1438     ///
1439     /// Because the elements are visited exactly once in the original order,
1440     /// external state may be used to decide which elements to keep.
1441     ///
1442     /// ```
1443     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5];
1444     /// let keep = [false, true, true, false, true];
1445     /// let mut iter = keep.iter();
1446     /// vec.retain(|_| *iter.next().unwrap());
1447     /// assert_eq!(vec, [2, 3, 5]);
1448     /// ```
1449     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1450     pub fn retain<F>(&mut self, mut f: F)
1451     where
1452         F: FnMut(&T) -> bool,
1453     {
1454         self.retain_mut(|elem| f(elem));
1455     }
1456
1457     /// Retains only the elements specified by the predicate, passing a mutable reference to it.
1458     ///
1459     /// In other words, remove all elements `e` such that `f(&mut e)` returns `false`.
1460     /// This method operates in place, visiting each element exactly once in the
1461     /// original order, and preserves the order of the retained elements.
1462     ///
1463     /// # Examples
1464     ///
1465     /// ```
1466     /// #![feature(vec_retain_mut)]
1467     ///
1468     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
1469     /// vec.retain_mut(|x| if *x > 3 {
1470     ///     false
1471     /// } else {
1472     ///     *x += 1;
1473     ///     true
1474     /// });
1475     /// assert_eq!(vec, [2, 3, 4]);
1476     /// ```
1477     #[unstable(feature = "vec_retain_mut", issue = "90829")]
1478     pub fn retain_mut<F>(&mut self, mut f: F)
1479     where
1480         F: FnMut(&mut T) -> bool,
1481     {
1482         let original_len = self.len();
1483         // Avoid double drop if the drop guard is not executed,
1484         // since we may make some holes during the process.
1485         unsafe { self.set_len(0) };
1486
1487         // Vec: [Kept, Kept, Hole, Hole, Hole, Hole, Unchecked, Unchecked]
1488         //      |<-              processed len   ->| ^- next to check
1489         //                  |<-  deleted cnt     ->|
1490         //      |<-              original_len                          ->|
1491         // Kept: Elements which predicate returns true on.
1492         // Hole: Moved or dropped element slot.
1493         // Unchecked: Unchecked valid elements.
1494         //
1495         // This drop guard will be invoked when predicate or `drop` of element panicked.
1496         // It shifts unchecked elements to cover holes and `set_len` to the correct length.
1497         // In cases when predicate and `drop` never panick, it will be optimized out.
1498         struct BackshiftOnDrop<'a, T, A: Allocator> {
1499             v: &'a mut Vec<T, A>,
1500             processed_len: usize,
1501             deleted_cnt: usize,
1502             original_len: usize,
1503         }
1504
1505         impl<T, A: Allocator> Drop for BackshiftOnDrop<'_, T, A> {
1506             fn drop(&mut self) {
1507                 if self.deleted_cnt > 0 {
1508                     // SAFETY: Trailing unchecked items must be valid since we never touch them.
1509                     unsafe {
1510                         ptr::copy(
1511                             self.v.as_ptr().add(self.processed_len),
1512                             self.v.as_mut_ptr().add(self.processed_len - self.deleted_cnt),
1513                             self.original_len - self.processed_len,
1514                         );
1515                     }
1516                 }
1517                 // SAFETY: After filling holes, all items are in contiguous memory.
1518                 unsafe {
1519                     self.v.set_len(self.original_len - self.deleted_cnt);
1520                 }
1521             }
1522         }
1523
1524         let mut g = BackshiftOnDrop { v: self, processed_len: 0, deleted_cnt: 0, original_len };
1525
1526         fn process_loop<F, T, A: Allocator, const DELETED: bool>(
1527             original_len: usize,
1528             f: &mut F,
1529             g: &mut BackshiftOnDrop<'_, T, A>,
1530         ) where
1531             F: FnMut(&mut T) -> bool,
1532         {
1533             while g.processed_len != original_len {
1534                 // SAFETY: Unchecked element must be valid.
1535                 let cur = unsafe { &mut *g.v.as_mut_ptr().add(g.processed_len) };
1536                 if !f(cur) {
1537                     // Advance early to avoid double drop if `drop_in_place` panicked.
1538                     g.processed_len += 1;
1539                     g.deleted_cnt += 1;
1540                     // SAFETY: We never touch this element again after dropped.
1541                     unsafe { ptr::drop_in_place(cur) };
1542                     // We already advanced the counter.
1543                     if DELETED {
1544                         continue;
1545                     } else {
1546                         break;
1547                     }
1548                 }
1549                 if DELETED {
1550                     // SAFETY: `deleted_cnt` > 0, so the hole slot must not overlap with current element.
1551                     // We use copy for move, and never touch this element again.
1552                     unsafe {
1553                         let hole_slot = g.v.as_mut_ptr().add(g.processed_len - g.deleted_cnt);
1554                         ptr::copy_nonoverlapping(cur, hole_slot, 1);
1555                     }
1556                 }
1557                 g.processed_len += 1;
1558             }
1559         }
1560
1561         // Stage 1: Nothing was deleted.
1562         process_loop::<F, T, A, false>(original_len, &mut f, &mut g);
1563
1564         // Stage 2: Some elements were deleted.
1565         process_loop::<F, T, A, true>(original_len, &mut f, &mut g);
1566
1567         // All item are processed. This can be optimized to `set_len` by LLVM.
1568         drop(g);
1569     }
1570
1571     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector that resolve to the same
1572     /// key.
1573     ///
1574     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1575     ///
1576     /// # Examples
1577     ///
1578     /// ```
1579     /// let mut vec = vec![10, 20, 21, 30, 20];
1580     ///
1581     /// vec.dedup_by_key(|i| *i / 10);
1582     ///
1583     /// assert_eq!(vec, [10, 20, 30, 20]);
1584     /// ```
1585     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1586     #[inline]
1587     pub fn dedup_by_key<F, K>(&mut self, mut key: F)
1588     where
1589         F: FnMut(&mut T) -> K,
1590         K: PartialEq,
1591     {
1592         self.dedup_by(|a, b| key(a) == key(b))
1593     }
1594
1595     /// Removes all but the first of consecutive elements in the vector satisfying a given equality
1596     /// relation.
1597     ///
1598     /// The `same_bucket` function is passed references to two elements from the vector and
1599     /// must determine if the elements compare equal. The elements are passed in opposite order
1600     /// from their order in the slice, so if `same_bucket(a, b)` returns `true`, `a` is removed.
1601     ///
1602     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
1603     ///
1604     /// # Examples
1605     ///
1606     /// ```
1607     /// let mut vec = vec!["foo", "bar", "Bar", "baz", "bar"];
1608     ///
1609     /// vec.dedup_by(|a, b| a.eq_ignore_ascii_case(b));
1610     ///
1611     /// assert_eq!(vec, ["foo", "bar", "baz", "bar"]);
1612     /// ```
1613     #[stable(feature = "dedup_by", since = "1.16.0")]
1614     pub fn dedup_by<F>(&mut self, mut same_bucket: F)
1615     where
1616         F: FnMut(&mut T, &mut T) -> bool,
1617     {
1618         let len = self.len();
1619         if len <= 1 {
1620             return;
1621         }
1622
1623         /* INVARIANT: vec.len() > read >= write > write-1 >= 0 */
1624         struct FillGapOnDrop<'a, T, A: core::alloc::Allocator> {
1625             /* Offset of the element we want to check if it is duplicate */
1626             read: usize,
1627
1628             /* Offset of the place where we want to place the non-duplicate
1629              * when we find it. */
1630             write: usize,
1631
1632             /* The Vec that would need correction if `same_bucket` panicked */
1633             vec: &'a mut Vec<T, A>,
1634         }
1635
1636         impl<'a, T, A: core::alloc::Allocator> Drop for FillGapOnDrop<'a, T, A> {
1637             fn drop(&mut self) {
1638                 /* This code gets executed when `same_bucket` panics */
1639
1640                 /* SAFETY: invariant guarantees that `read - write`
1641                  * and `len - read` never overflow and that the copy is always
1642                  * in-bounds. */
1643                 unsafe {
1644                     let ptr = self.vec.as_mut_ptr();
1645                     let len = self.vec.len();
1646
1647                     /* How many items were left when `same_bucket` panicked.
1648                      * Basically vec[read..].len() */
1649                     let items_left = len.wrapping_sub(self.read);
1650
1651                     /* Pointer to first item in vec[write..write+items_left] slice */
1652                     let dropped_ptr = ptr.add(self.write);
1653                     /* Pointer to first item in vec[read..] slice */
1654                     let valid_ptr = ptr.add(self.read);
1655
1656                     /* Copy `vec[read..]` to `vec[write..write+items_left]`.
1657                      * The slices can overlap, so `copy_nonoverlapping` cannot be used */
1658                     ptr::copy(valid_ptr, dropped_ptr, items_left);
1659
1660                     /* How many items have been already dropped
1661                      * Basically vec[read..write].len() */
1662                     let dropped = self.read.wrapping_sub(self.write);
1663
1664                     self.vec.set_len(len - dropped);
1665                 }
1666             }
1667         }
1668
1669         let mut gap = FillGapOnDrop { read: 1, write: 1, vec: self };
1670         let ptr = gap.vec.as_mut_ptr();
1671
1672         /* Drop items while going through Vec, it should be more efficient than
1673          * doing slice partition_dedup + truncate */
1674
1675         /* SAFETY: Because of the invariant, read_ptr, prev_ptr and write_ptr
1676          * are always in-bounds and read_ptr never aliases prev_ptr */
1677         unsafe {
1678             while gap.read < len {
1679                 let read_ptr = ptr.add(gap.read);
1680                 let prev_ptr = ptr.add(gap.write.wrapping_sub(1));
1681
1682                 if same_bucket(&mut *read_ptr, &mut *prev_ptr) {
1683                     // Increase `gap.read` now since the drop may panic.
1684                     gap.read += 1;
1685                     /* We have found duplicate, drop it in-place */
1686                     ptr::drop_in_place(read_ptr);
1687                 } else {
1688                     let write_ptr = ptr.add(gap.write);
1689
1690                     /* Because `read_ptr` can be equal to `write_ptr`, we either
1691                      * have to use `copy` or conditional `copy_nonoverlapping`.
1692                      * Looks like the first option is faster. */
1693                     ptr::copy(read_ptr, write_ptr, 1);
1694
1695                     /* We have filled that place, so go further */
1696                     gap.write += 1;
1697                     gap.read += 1;
1698                 }
1699             }
1700
1701             /* Technically we could let `gap` clean up with its Drop, but
1702              * when `same_bucket` is guaranteed to not panic, this bloats a little
1703              * the codegen, so we just do it manually */
1704             gap.vec.set_len(gap.write);
1705             mem::forget(gap);
1706         }
1707     }
1708
1709     /// Appends an element to the back of a collection.
1710     ///
1711     /// # Panics
1712     ///
1713     /// Panics if the new capacity exceeds `isize::MAX` bytes.
1714     ///
1715     /// # Examples
1716     ///
1717     /// ```
1718     /// let mut vec = vec![1, 2];
1719     /// vec.push(3);
1720     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3]);
1721     /// ```
1722     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1723     #[inline]
1724     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1725     pub fn push(&mut self, value: T) {
1726         // This will panic or abort if we would allocate > isize::MAX bytes
1727         // or if the length increment would overflow for zero-sized types.
1728         if self.len == self.buf.capacity() {
1729             self.buf.reserve_for_push(self.len);
1730         }
1731         unsafe {
1732             let end = self.as_mut_ptr().add(self.len);
1733             ptr::write(end, value);
1734             self.len += 1;
1735         }
1736     }
1737
1738     /// Removes the last element from a vector and returns it, or [`None`] if it
1739     /// is empty.
1740     ///
1741     /// If you'd like to pop the first element, consider using
1742     /// [`VecDeque::pop_front`] instead.
1743     ///
1744     /// [`VecDeque::pop_front`]: crate::collections::VecDeque::pop_front
1745     ///
1746     /// # Examples
1747     ///
1748     /// ```
1749     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1750     /// assert_eq!(vec.pop(), Some(3));
1751     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
1752     /// ```
1753     #[inline]
1754     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1755     pub fn pop(&mut self) -> Option<T> {
1756         if self.len == 0 {
1757             None
1758         } else {
1759             unsafe {
1760                 self.len -= 1;
1761                 Some(ptr::read(self.as_ptr().add(self.len())))
1762             }
1763         }
1764     }
1765
1766     /// Moves all the elements of `other` into `Self`, leaving `other` empty.
1767     ///
1768     /// # Panics
1769     ///
1770     /// Panics if the number of elements in the vector overflows a `usize`.
1771     ///
1772     /// # Examples
1773     ///
1774     /// ```
1775     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1776     /// let mut vec2 = vec![4, 5, 6];
1777     /// vec.append(&mut vec2);
1778     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1779     /// assert_eq!(vec2, []);
1780     /// ```
1781     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1782     #[inline]
1783     #[stable(feature = "append", since = "1.4.0")]
1784     pub fn append(&mut self, other: &mut Self) {
1785         unsafe {
1786             self.append_elements(other.as_slice() as _);
1787             other.set_len(0);
1788         }
1789     }
1790
1791     /// Appends elements to `Self` from other buffer.
1792     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1793     #[inline]
1794     unsafe fn append_elements(&mut self, other: *const [T]) {
1795         let count = unsafe { (*other).len() };
1796         self.reserve(count);
1797         let len = self.len();
1798         unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(other as *const T, self.as_mut_ptr().add(len), count) };
1799         self.len += count;
1800     }
1801
1802     /// Creates a draining iterator that removes the specified range in the vector
1803     /// and yields the removed items.
1804     ///
1805     /// When the iterator **is** dropped, all elements in the range are removed
1806     /// from the vector, even if the iterator was not fully consumed. If the
1807     /// iterator **is not** dropped (with [`mem::forget`] for example), it is
1808     /// unspecified how many elements are removed.
1809     ///
1810     /// # Panics
1811     ///
1812     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
1813     /// the end point is greater than the length of the vector.
1814     ///
1815     /// # Examples
1816     ///
1817     /// ```
1818     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1819     /// let u: Vec<_> = v.drain(1..).collect();
1820     /// assert_eq!(v, &[1]);
1821     /// assert_eq!(u, &[2, 3]);
1822     ///
1823     /// // A full range clears the vector
1824     /// v.drain(..);
1825     /// assert_eq!(v, &[]);
1826     /// ```
1827     #[stable(feature = "drain", since = "1.6.0")]
1828     pub fn drain<R>(&mut self, range: R) -> Drain<'_, T, A>
1829     where
1830         R: RangeBounds<usize>,
1831     {
1832         // Memory safety
1833         //
1834         // When the Drain is first created, it shortens the length of
1835         // the source vector to make sure no uninitialized or moved-from elements
1836         // are accessible at all if the Drain's destructor never gets to run.
1837         //
1838         // Drain will ptr::read out the values to remove.
1839         // When finished, remaining tail of the vec is copied back to cover
1840         // the hole, and the vector length is restored to the new length.
1841         //
1842         let len = self.len();
1843         let Range { start, end } = slice::range(range, ..len);
1844
1845         unsafe {
1846             // set self.vec length's to start, to be safe in case Drain is leaked
1847             self.set_len(start);
1848             // Use the borrow in the IterMut to indicate borrowing behavior of the
1849             // whole Drain iterator (like &mut T).
1850             let range_slice = slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr().add(start), end - start);
1851             Drain {
1852                 tail_start: end,
1853                 tail_len: len - end,
1854                 iter: range_slice.iter(),
1855                 vec: NonNull::from(self),
1856             }
1857         }
1858     }
1859
1860     /// Clears the vector, removing all values.
1861     ///
1862     /// Note that this method has no effect on the allocated capacity
1863     /// of the vector.
1864     ///
1865     /// # Examples
1866     ///
1867     /// ```
1868     /// let mut v = vec![1, 2, 3];
1869     ///
1870     /// v.clear();
1871     ///
1872     /// assert!(v.is_empty());
1873     /// ```
1874     #[inline]
1875     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1876     pub fn clear(&mut self) {
1877         self.truncate(0)
1878     }
1879
1880     /// Returns the number of elements in the vector, also referred to
1881     /// as its 'length'.
1882     ///
1883     /// # Examples
1884     ///
1885     /// ```
1886     /// let a = vec![1, 2, 3];
1887     /// assert_eq!(a.len(), 3);
1888     /// ```
1889     #[inline]
1890     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1891     pub fn len(&self) -> usize {
1892         self.len
1893     }
1894
1895     /// Returns `true` if the vector contains no elements.
1896     ///
1897     /// # Examples
1898     ///
1899     /// ```
1900     /// let mut v = Vec::new();
1901     /// assert!(v.is_empty());
1902     ///
1903     /// v.push(1);
1904     /// assert!(!v.is_empty());
1905     /// ```
1906     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1907     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1908         self.len() == 0
1909     }
1910
1911     /// Splits the collection into two at the given index.
1912     ///
1913     /// Returns a newly allocated vector containing the elements in the range
1914     /// `[at, len)`. After the call, the original vector will be left containing
1915     /// the elements `[0, at)` with its previous capacity unchanged.
1916     ///
1917     /// # Panics
1918     ///
1919     /// Panics if `at > len`.
1920     ///
1921     /// # Examples
1922     ///
1923     /// ```
1924     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1925     /// let vec2 = vec.split_off(1);
1926     /// assert_eq!(vec, [1]);
1927     /// assert_eq!(vec2, [2, 3]);
1928     /// ```
1929     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1930     #[inline]
1931     #[must_use = "use `.truncate()` if you don't need the other half"]
1932     #[stable(feature = "split_off", since = "1.4.0")]
1933     pub fn split_off(&mut self, at: usize) -> Self
1934     where
1935         A: Clone,
1936     {
1937         #[cold]
1938         #[inline(never)]
1939         fn assert_failed(at: usize, len: usize) -> ! {
1940             panic!("`at` split index (is {}) should be <= len (is {})", at, len);
1941         }
1942
1943         if at > self.len() {
1944             assert_failed(at, self.len());
1945         }
1946
1947         if at == 0 {
1948             // the new vector can take over the original buffer and avoid the copy
1949             return mem::replace(
1950                 self,
1951                 Vec::with_capacity_in(self.capacity(), self.allocator().clone()),
1952             );
1953         }
1954
1955         let other_len = self.len - at;
1956         let mut other = Vec::with_capacity_in(other_len, self.allocator().clone());
1957
1958         // Unsafely `set_len` and copy items to `other`.
1959         unsafe {
1960             self.set_len(at);
1961             other.set_len(other_len);
1962
1963             ptr::copy_nonoverlapping(self.as_ptr().add(at), other.as_mut_ptr(), other.len());
1964         }
1965         other
1966     }
1967
1968     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
1969     ///
1970     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
1971     /// difference, with each additional slot filled with the result of
1972     /// calling the closure `f`. The return values from `f` will end up
1973     /// in the `Vec` in the order they have been generated.
1974     ///
1975     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
1976     ///
1977     /// This method uses a closure to create new values on every push. If
1978     /// you'd rather [`Clone`] a given value, use [`Vec::resize`]. If you
1979     /// want to use the [`Default`] trait to generate values, you can
1980     /// pass [`Default::default`] as the second argument.
1981     ///
1982     /// # Examples
1983     ///
1984     /// ```
1985     /// let mut vec = vec![1, 2, 3];
1986     /// vec.resize_with(5, Default::default);
1987     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 0, 0]);
1988     ///
1989     /// let mut vec = vec![];
1990     /// let mut p = 1;
1991     /// vec.resize_with(4, || { p *= 2; p });
1992     /// assert_eq!(vec, [2, 4, 8, 16]);
1993     /// ```
1994     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
1995     #[stable(feature = "vec_resize_with", since = "1.33.0")]
1996     pub fn resize_with<F>(&mut self, new_len: usize, f: F)
1997     where
1998         F: FnMut() -> T,
1999     {
2000         let len = self.len();
2001         if new_len > len {
2002             self.extend_with(new_len - len, ExtendFunc(f));
2003         } else {
2004             self.truncate(new_len);
2005         }
2006     }
2007
2008     /// Consumes and leaks the `Vec`, returning a mutable reference to the contents,
2009     /// `&'a mut [T]`. Note that the type `T` must outlive the chosen lifetime
2010     /// `'a`. If the type has only static references, or none at all, then this
2011     /// may be chosen to be `'static`.
2012     ///
2013     /// As of Rust 1.57, this method does not reallocate or shrink the `Vec`,
2014     /// so the leaked allocation may include unused capacity that is not part
2015     /// of the returned slice.
2016     ///
2017     /// This function is mainly useful for data that lives for the remainder of
2018     /// the program's life. Dropping the returned reference will cause a memory
2019     /// leak.
2020     ///
2021     /// # Examples
2022     ///
2023     /// Simple usage:
2024     ///
2025     /// ```
2026     /// let x = vec![1, 2, 3];
2027     /// let static_ref: &'static mut [usize] = x.leak();
2028     /// static_ref[0] += 1;
2029     /// assert_eq!(static_ref, &[2, 2, 3]);
2030     /// ```
2031     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2032     #[stable(feature = "vec_leak", since = "1.47.0")]
2033     #[inline]
2034     pub fn leak<'a>(self) -> &'a mut [T]
2035     where
2036         A: 'a,
2037     {
2038         let mut me = ManuallyDrop::new(self);
2039         unsafe { slice::from_raw_parts_mut(me.as_mut_ptr(), me.len) }
2040     }
2041
2042     /// Returns the remaining spare capacity of the vector as a slice of
2043     /// `MaybeUninit<T>`.
2044     ///
2045     /// The returned slice can be used to fill the vector with data (e.g. by
2046     /// reading from a file) before marking the data as initialized using the
2047     /// [`set_len`] method.
2048     ///
2049     /// [`set_len`]: Vec::set_len
2050     ///
2051     /// # Examples
2052     ///
2053     /// ```
2054     /// // Allocate vector big enough for 10 elements.
2055     /// let mut v = Vec::with_capacity(10);
2056     ///
2057     /// // Fill in the first 3 elements.
2058     /// let uninit = v.spare_capacity_mut();
2059     /// uninit[0].write(0);
2060     /// uninit[1].write(1);
2061     /// uninit[2].write(2);
2062     ///
2063     /// // Mark the first 3 elements of the vector as being initialized.
2064     /// unsafe {
2065     ///     v.set_len(3);
2066     /// }
2067     ///
2068     /// assert_eq!(&v, &[0, 1, 2]);
2069     /// ```
2070     #[stable(feature = "vec_spare_capacity", since = "1.60.0")]
2071     #[inline]
2072     pub fn spare_capacity_mut(&mut self) -> &mut [MaybeUninit<T>] {
2073         // Note:
2074         // This method is not implemented in terms of `split_at_spare_mut`,
2075         // to prevent invalidation of pointers to the buffer.
2076         unsafe {
2077             slice::from_raw_parts_mut(
2078                 self.as_mut_ptr().add(self.len) as *mut MaybeUninit<T>,
2079                 self.buf.capacity() - self.len,
2080             )
2081         }
2082     }
2083
2084     /// Returns vector content as a slice of `T`, along with the remaining spare
2085     /// capacity of the vector as a slice of `MaybeUninit<T>`.
2086     ///
2087     /// The returned spare capacity slice can be used to fill the vector with data
2088     /// (e.g. by reading from a file) before marking the data as initialized using
2089     /// the [`set_len`] method.
2090     ///
2091     /// [`set_len`]: Vec::set_len
2092     ///
2093     /// Note that this is a low-level API, which should be used with care for
2094     /// optimization purposes. If you need to append data to a `Vec`
2095     /// you can use [`push`], [`extend`], [`extend_from_slice`],
2096     /// [`extend_from_within`], [`insert`], [`append`], [`resize`] or
2097     /// [`resize_with`], depending on your exact needs.
2098     ///
2099     /// [`push`]: Vec::push
2100     /// [`extend`]: Vec::extend
2101     /// [`extend_from_slice`]: Vec::extend_from_slice
2102     /// [`extend_from_within`]: Vec::extend_from_within
2103     /// [`insert`]: Vec::insert
2104     /// [`append`]: Vec::append
2105     /// [`resize`]: Vec::resize
2106     /// [`resize_with`]: Vec::resize_with
2107     ///
2108     /// # Examples
2109     ///
2110     /// ```
2111     /// #![feature(vec_split_at_spare)]
2112     ///
2113     /// let mut v = vec![1, 1, 2];
2114     ///
2115     /// // Reserve additional space big enough for 10 elements.
2116     /// v.reserve(10);
2117     ///
2118     /// let (init, uninit) = v.split_at_spare_mut();
2119     /// let sum = init.iter().copied().sum::<u32>();
2120     ///
2121     /// // Fill in the next 4 elements.
2122     /// uninit[0].write(sum);
2123     /// uninit[1].write(sum * 2);
2124     /// uninit[2].write(sum * 3);
2125     /// uninit[3].write(sum * 4);
2126     ///
2127     /// // Mark the 4 elements of the vector as being initialized.
2128     /// unsafe {
2129     ///     let len = v.len();
2130     ///     v.set_len(len + 4);
2131     /// }
2132     ///
2133     /// assert_eq!(&v, &[1, 1, 2, 4, 8, 12, 16]);
2134     /// ```
2135     #[unstable(feature = "vec_split_at_spare", issue = "81944")]
2136     #[inline]
2137     pub fn split_at_spare_mut(&mut self) -> (&mut [T], &mut [MaybeUninit<T>]) {
2138         // SAFETY:
2139         // - len is ignored and so never changed
2140         let (init, spare, _) = unsafe { self.split_at_spare_mut_with_len() };
2141         (init, spare)
2142     }
2143
2144     /// Safety: changing returned .2 (&mut usize) is considered the same as calling `.set_len(_)`.
2145     ///
2146     /// This method provides unique access to all vec parts at once in `extend_from_within`.
2147     unsafe fn split_at_spare_mut_with_len(
2148         &mut self,
2149     ) -> (&mut [T], &mut [MaybeUninit<T>], &mut usize) {
2150         let ptr = self.as_mut_ptr();
2151         // SAFETY:
2152         // - `ptr` is guaranteed to be valid for `self.len` elements
2153         // - but the allocation extends out to `self.buf.capacity()` elements, possibly
2154         // uninitialized
2155         let spare_ptr = unsafe { ptr.add(self.len) };
2156         let spare_ptr = spare_ptr.cast::<MaybeUninit<T>>();
2157         let spare_len = self.buf.capacity() - self.len;
2158
2159         // SAFETY:
2160         // - `ptr` is guaranteed to be valid for `self.len` elements
2161         // - `spare_ptr` is pointing one element past the buffer, so it doesn't overlap with `initialized`
2162         unsafe {
2163             let initialized = slice::from_raw_parts_mut(ptr, self.len);
2164             let spare = slice::from_raw_parts_mut(spare_ptr, spare_len);
2165
2166             (initialized, spare, &mut self.len)
2167         }
2168     }
2169 }
2170
2171 impl<T: Clone, A: Allocator> Vec<T, A> {
2172     /// Resizes the `Vec` in-place so that `len` is equal to `new_len`.
2173     ///
2174     /// If `new_len` is greater than `len`, the `Vec` is extended by the
2175     /// difference, with each additional slot filled with `value`.
2176     /// If `new_len` is less than `len`, the `Vec` is simply truncated.
2177     ///
2178     /// This method requires `T` to implement [`Clone`],
2179     /// in order to be able to clone the passed value.
2180     /// If you need more flexibility (or want to rely on [`Default`] instead of
2181     /// [`Clone`]), use [`Vec::resize_with`].
2182     /// If you only need to resize to a smaller size, use [`Vec::truncate`].
2183     ///
2184     /// # Examples
2185     ///
2186     /// ```
2187     /// let mut vec = vec!["hello"];
2188     /// vec.resize(3, "world");
2189     /// assert_eq!(vec, ["hello", "world", "world"]);
2190     ///
2191     /// let mut vec = vec![1, 2, 3, 4];
2192     /// vec.resize(2, 0);
2193     /// assert_eq!(vec, [1, 2]);
2194     /// ```
2195     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2196     #[stable(feature = "vec_resize", since = "1.5.0")]
2197     pub fn resize(&mut self, new_len: usize, value: T) {
2198         let len = self.len();
2199
2200         if new_len > len {
2201             self.extend_with(new_len - len, ExtendElement(value))
2202         } else {
2203             self.truncate(new_len);
2204         }
2205     }
2206
2207     /// Clones and appends all elements in a slice to the `Vec`.
2208     ///
2209     /// Iterates over the slice `other`, clones each element, and then appends
2210     /// it to this `Vec`. The `other` slice is traversed in-order.
2211     ///
2212     /// Note that this function is same as [`extend`] except that it is
2213     /// specialized to work with slices instead. If and when Rust gets
2214     /// specialization this function will likely be deprecated (but still
2215     /// available).
2216     ///
2217     /// # Examples
2218     ///
2219     /// ```
2220     /// let mut vec = vec![1];
2221     /// vec.extend_from_slice(&[2, 3, 4]);
2222     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 4]);
2223     /// ```
2224     ///
2225     /// [`extend`]: Vec::extend
2226     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2227     #[stable(feature = "vec_extend_from_slice", since = "1.6.0")]
2228     pub fn extend_from_slice(&mut self, other: &[T]) {
2229         self.spec_extend(other.iter())
2230     }
2231
2232     /// Copies elements from `src` range to the end of the vector.
2233     ///
2234     /// # Panics
2235     ///
2236     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2237     /// the end point is greater than the length of the vector.
2238     ///
2239     /// # Examples
2240     ///
2241     /// ```
2242     /// let mut vec = vec![0, 1, 2, 3, 4];
2243     ///
2244     /// vec.extend_from_within(2..);
2245     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4]);
2246     ///
2247     /// vec.extend_from_within(..2);
2248     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 0, 1]);
2249     ///
2250     /// vec.extend_from_within(4..8);
2251     /// assert_eq!(vec, [0, 1, 2, 3, 4, 2, 3, 4, 0, 1, 4, 2, 3, 4]);
2252     /// ```
2253     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2254     #[stable(feature = "vec_extend_from_within", since = "1.53.0")]
2255     pub fn extend_from_within<R>(&mut self, src: R)
2256     where
2257         R: RangeBounds<usize>,
2258     {
2259         let range = slice::range(src, ..self.len());
2260         self.reserve(range.len());
2261
2262         // SAFETY:
2263         // - `slice::range` guarantees  that the given range is valid for indexing self
2264         unsafe {
2265             self.spec_extend_from_within(range);
2266         }
2267     }
2268 }
2269
2270 // This code generalizes `extend_with_{element,default}`.
2271 trait ExtendWith<T> {
2272     fn next(&mut self) -> T;
2273     fn last(self) -> T;
2274 }
2275
2276 struct ExtendElement<T>(T);
2277 impl<T: Clone> ExtendWith<T> for ExtendElement<T> {
2278     fn next(&mut self) -> T {
2279         self.0.clone()
2280     }
2281     fn last(self) -> T {
2282         self.0
2283     }
2284 }
2285
2286 struct ExtendFunc<F>(F);
2287 impl<T, F: FnMut() -> T> ExtendWith<T> for ExtendFunc<F> {
2288     fn next(&mut self) -> T {
2289         (self.0)()
2290     }
2291     fn last(mut self) -> T {
2292         (self.0)()
2293     }
2294 }
2295
2296 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
2297     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2298     /// Extend the vector by `n` values, using the given generator.
2299     fn extend_with<E: ExtendWith<T>>(&mut self, n: usize, mut value: E) {
2300         self.reserve(n);
2301
2302         unsafe {
2303             let mut ptr = self.as_mut_ptr().add(self.len());
2304             // Use SetLenOnDrop to work around bug where compiler
2305             // might not realize the store through `ptr` through self.set_len()
2306             // don't alias.
2307             let mut local_len = SetLenOnDrop::new(&mut self.len);
2308
2309             // Write all elements except the last one
2310             for _ in 1..n {
2311                 ptr::write(ptr, value.next());
2312                 ptr = ptr.offset(1);
2313                 // Increment the length in every step in case next() panics
2314                 local_len.increment_len(1);
2315             }
2316
2317             if n > 0 {
2318                 // We can write the last element directly without cloning needlessly
2319                 ptr::write(ptr, value.last());
2320                 local_len.increment_len(1);
2321             }
2322
2323             // len set by scope guard
2324         }
2325     }
2326 }
2327
2328 impl<T: PartialEq, A: Allocator> Vec<T, A> {
2329     /// Removes consecutive repeated elements in the vector according to the
2330     /// [`PartialEq`] trait implementation.
2331     ///
2332     /// If the vector is sorted, this removes all duplicates.
2333     ///
2334     /// # Examples
2335     ///
2336     /// ```
2337     /// let mut vec = vec![1, 2, 2, 3, 2];
2338     ///
2339     /// vec.dedup();
2340     ///
2341     /// assert_eq!(vec, [1, 2, 3, 2]);
2342     /// ```
2343     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2344     #[inline]
2345     pub fn dedup(&mut self) {
2346         self.dedup_by(|a, b| a == b)
2347     }
2348 }
2349
2350 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2351 // Internal methods and functions
2352 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2353
2354 #[doc(hidden)]
2355 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2356 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2357 pub fn from_elem<T: Clone>(elem: T, n: usize) -> Vec<T> {
2358     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, Global)
2359 }
2360
2361 #[doc(hidden)]
2362 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2363 #[unstable(feature = "allocator_api", issue = "32838")]
2364 pub fn from_elem_in<T: Clone, A: Allocator>(elem: T, n: usize, alloc: A) -> Vec<T, A> {
2365     <T as SpecFromElem>::from_elem(elem, n, alloc)
2366 }
2367
2368 trait ExtendFromWithinSpec {
2369     /// # Safety
2370     ///
2371     /// - `src` needs to be valid index
2372     /// - `self.capacity() - self.len()` must be `>= src.len()`
2373     unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>);
2374 }
2375
2376 impl<T: Clone, A: Allocator> ExtendFromWithinSpec for Vec<T, A> {
2377     default unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>) {
2378         // SAFETY:
2379         // - len is increased only after initializing elements
2380         let (this, spare, len) = unsafe { self.split_at_spare_mut_with_len() };
2381
2382         // SAFETY:
2383         // - caller guaratees that src is a valid index
2384         let to_clone = unsafe { this.get_unchecked(src) };
2385
2386         iter::zip(to_clone, spare)
2387             .map(|(src, dst)| dst.write(src.clone()))
2388             // Note:
2389             // - Element was just initialized with `MaybeUninit::write`, so it's ok to increase len
2390             // - len is increased after each element to prevent leaks (see issue #82533)
2391             .for_each(|_| *len += 1);
2392     }
2393 }
2394
2395 impl<T: Copy, A: Allocator> ExtendFromWithinSpec for Vec<T, A> {
2396     unsafe fn spec_extend_from_within(&mut self, src: Range<usize>) {
2397         let count = src.len();
2398         {
2399             let (init, spare) = self.split_at_spare_mut();
2400
2401             // SAFETY:
2402             // - caller guaratees that `src` is a valid index
2403             let source = unsafe { init.get_unchecked(src) };
2404
2405             // SAFETY:
2406             // - Both pointers are created from unique slice references (`&mut [_]`)
2407             //   so they are valid and do not overlap.
2408             // - Elements are :Copy so it's OK to to copy them, without doing
2409             //   anything with the original values
2410             // - `count` is equal to the len of `source`, so source is valid for
2411             //   `count` reads
2412             // - `.reserve(count)` guarantees that `spare.len() >= count` so spare
2413             //   is valid for `count` writes
2414             unsafe { ptr::copy_nonoverlapping(source.as_ptr(), spare.as_mut_ptr() as _, count) };
2415         }
2416
2417         // SAFETY:
2418         // - The elements were just initialized by `copy_nonoverlapping`
2419         self.len += count;
2420     }
2421 }
2422
2423 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2424 // Common trait implementations for Vec
2425 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2426
2427 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2428 impl<T, A: Allocator> ops::Deref for Vec<T, A> {
2429     type Target = [T];
2430
2431     fn deref(&self) -> &[T] {
2432         unsafe { slice::from_raw_parts(self.as_ptr(), self.len) }
2433     }
2434 }
2435
2436 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2437 impl<T, A: Allocator> ops::DerefMut for Vec<T, A> {
2438     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2439         unsafe { slice::from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len) }
2440     }
2441 }
2442
2443 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2444 trait SpecCloneFrom {
2445     fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self);
2446 }
2447
2448 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2449 impl<T: Clone, A: Allocator> SpecCloneFrom for Vec<T, A> {
2450     default fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self) {
2451         // drop anything that will not be overwritten
2452         this.truncate(other.len());
2453
2454         // self.len <= other.len due to the truncate above, so the
2455         // slices here are always in-bounds.
2456         let (init, tail) = other.split_at(this.len());
2457
2458         // reuse the contained values' allocations/resources.
2459         this.clone_from_slice(init);
2460         this.extend_from_slice(tail);
2461     }
2462 }
2463
2464 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2465 impl<T: Copy, A: Allocator> SpecCloneFrom for Vec<T, A> {
2466     fn clone_from(this: &mut Self, other: &Self) {
2467         this.clear();
2468         this.extend_from_slice(other);
2469     }
2470 }
2471
2472 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2473 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2474 impl<T: Clone, A: Allocator + Clone> Clone for Vec<T, A> {
2475     #[cfg(not(test))]
2476     fn clone(&self) -> Self {
2477         let alloc = self.allocator().clone();
2478         <[T]>::to_vec_in(&**self, alloc)
2479     }
2480
2481     // HACK(japaric): with cfg(test) the inherent `[T]::to_vec` method, which is
2482     // required for this method definition, is not available. Instead use the
2483     // `slice::to_vec`  function which is only available with cfg(test)
2484     // NB see the slice::hack module in slice.rs for more information
2485     #[cfg(test)]
2486     fn clone(&self) -> Self {
2487         let alloc = self.allocator().clone();
2488         crate::slice::to_vec(&**self, alloc)
2489     }
2490
2491     fn clone_from(&mut self, other: &Self) {
2492         SpecCloneFrom::clone_from(self, other)
2493     }
2494 }
2495
2496 /// The hash of a vector is the same as that of the corresponding slice,
2497 /// as required by the `core::borrow::Borrow` implementation.
2498 ///
2499 /// ```
2500 /// #![feature(build_hasher_simple_hash_one)]
2501 /// use std::hash::BuildHasher;
2502 ///
2503 /// let b = std::collections::hash_map::RandomState::new();
2504 /// let v: Vec<u8> = vec![0xa8, 0x3c, 0x09];
2505 /// let s: &[u8] = &[0xa8, 0x3c, 0x09];
2506 /// assert_eq!(b.hash_one(v), b.hash_one(s));
2507 /// ```
2508 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2509 impl<T: Hash, A: Allocator> Hash for Vec<T, A> {
2510     #[inline]
2511     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
2512         Hash::hash(&**self, state)
2513     }
2514 }
2515
2516 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2517 #[rustc_on_unimplemented(
2518     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2519     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2520 )]
2521 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> Index<I> for Vec<T, A> {
2522     type Output = I::Output;
2523
2524     #[inline]
2525     fn index(&self, index: I) -> &Self::Output {
2526         Index::index(&**self, index)
2527     }
2528 }
2529
2530 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2531 #[rustc_on_unimplemented(
2532     message = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`",
2533     label = "vector indices are of type `usize` or ranges of `usize`"
2534 )]
2535 impl<T, I: SliceIndex<[T]>, A: Allocator> IndexMut<I> for Vec<T, A> {
2536     #[inline]
2537     fn index_mut(&mut self, index: I) -> &mut Self::Output {
2538         IndexMut::index_mut(&mut **self, index)
2539     }
2540 }
2541
2542 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2543 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2544 impl<T> FromIterator<T> for Vec<T> {
2545     #[inline]
2546     fn from_iter<I: IntoIterator<Item = T>>(iter: I) -> Vec<T> {
2547         <Self as SpecFromIter<T, I::IntoIter>>::from_iter(iter.into_iter())
2548     }
2549 }
2550
2551 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2552 impl<T, A: Allocator> IntoIterator for Vec<T, A> {
2553     type Item = T;
2554     type IntoIter = IntoIter<T, A>;
2555
2556     /// Creates a consuming iterator, that is, one that moves each value out of
2557     /// the vector (from start to end). The vector cannot be used after calling
2558     /// this.
2559     ///
2560     /// # Examples
2561     ///
2562     /// ```
2563     /// let v = vec!["a".to_string(), "b".to_string()];
2564     /// for s in v.into_iter() {
2565     ///     // s has type String, not &String
2566     ///     println!("{}", s);
2567     /// }
2568     /// ```
2569     #[inline]
2570     fn into_iter(self) -> IntoIter<T, A> {
2571         unsafe {
2572             let mut me = ManuallyDrop::new(self);
2573             let alloc = ptr::read(me.allocator());
2574             let begin = me.as_mut_ptr();
2575             let end = if mem::size_of::<T>() == 0 {
2576                 arith_offset(begin as *const i8, me.len() as isize) as *const T
2577             } else {
2578                 begin.add(me.len()) as *const T
2579             };
2580             let cap = me.buf.capacity();
2581             IntoIter {
2582                 buf: NonNull::new_unchecked(begin),
2583                 phantom: PhantomData,
2584                 cap,
2585                 alloc,
2586                 ptr: begin,
2587                 end,
2588             }
2589         }
2590     }
2591 }
2592
2593 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2594 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a Vec<T, A> {
2595     type Item = &'a T;
2596     type IntoIter = slice::Iter<'a, T>;
2597
2598     fn into_iter(self) -> slice::Iter<'a, T> {
2599         self.iter()
2600     }
2601 }
2602
2603 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2604 impl<'a, T, A: Allocator> IntoIterator for &'a mut Vec<T, A> {
2605     type Item = &'a mut T;
2606     type IntoIter = slice::IterMut<'a, T>;
2607
2608     fn into_iter(self) -> slice::IterMut<'a, T> {
2609         self.iter_mut()
2610     }
2611 }
2612
2613 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2614 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2615 impl<T, A: Allocator> Extend<T> for Vec<T, A> {
2616     #[inline]
2617     fn extend<I: IntoIterator<Item = T>>(&mut self, iter: I) {
2618         <Self as SpecExtend<T, I::IntoIter>>::spec_extend(self, iter.into_iter())
2619     }
2620
2621     #[inline]
2622     fn extend_one(&mut self, item: T) {
2623         self.push(item);
2624     }
2625
2626     #[inline]
2627     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2628         self.reserve(additional);
2629     }
2630 }
2631
2632 impl<T, A: Allocator> Vec<T, A> {
2633     // leaf method to which various SpecFrom/SpecExtend implementations delegate when
2634     // they have no further optimizations to apply
2635     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2636     fn extend_desugared<I: Iterator<Item = T>>(&mut self, mut iterator: I) {
2637         // This is the case for a general iterator.
2638         //
2639         // This function should be the moral equivalent of:
2640         //
2641         //      for item in iterator {
2642         //          self.push(item);
2643         //      }
2644         while let Some(element) = iterator.next() {
2645             let len = self.len();
2646             if len == self.capacity() {
2647                 let (lower, _) = iterator.size_hint();
2648                 self.reserve(lower.saturating_add(1));
2649             }
2650             unsafe {
2651                 ptr::write(self.as_mut_ptr().add(len), element);
2652                 // Since next() executes user code which can panic we have to bump the length
2653                 // after each step.
2654                 // NB can't overflow since we would have had to alloc the address space
2655                 self.set_len(len + 1);
2656             }
2657         }
2658     }
2659
2660     /// Creates a splicing iterator that replaces the specified range in the vector
2661     /// with the given `replace_with` iterator and yields the removed items.
2662     /// `replace_with` does not need to be the same length as `range`.
2663     ///
2664     /// `range` is removed even if the iterator is not consumed until the end.
2665     ///
2666     /// It is unspecified how many elements are removed from the vector
2667     /// if the `Splice` value is leaked.
2668     ///
2669     /// The input iterator `replace_with` is only consumed when the `Splice` value is dropped.
2670     ///
2671     /// This is optimal if:
2672     ///
2673     /// * The tail (elements in the vector after `range`) is empty,
2674     /// * or `replace_with` yields fewer or equal elements than `range`’s length
2675     /// * or the lower bound of its `size_hint()` is exact.
2676     ///
2677     /// Otherwise, a temporary vector is allocated and the tail is moved twice.
2678     ///
2679     /// # Panics
2680     ///
2681     /// Panics if the starting point is greater than the end point or if
2682     /// the end point is greater than the length of the vector.
2683     ///
2684     /// # Examples
2685     ///
2686     /// ```
2687     /// let mut v = vec![1, 2, 3, 4];
2688     /// let new = [7, 8, 9];
2689     /// let u: Vec<_> = v.splice(1..3, new).collect();
2690     /// assert_eq!(v, &[1, 7, 8, 9, 4]);
2691     /// assert_eq!(u, &[2, 3]);
2692     /// ```
2693     #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2694     #[inline]
2695     #[stable(feature = "vec_splice", since = "1.21.0")]
2696     pub fn splice<R, I>(&mut self, range: R, replace_with: I) -> Splice<'_, I::IntoIter, A>
2697     where
2698         R: RangeBounds<usize>,
2699         I: IntoIterator<Item = T>,
2700     {
2701         Splice { drain: self.drain(range), replace_with: replace_with.into_iter() }
2702     }
2703
2704     /// Creates an iterator which uses a closure to determine if an element should be removed.
2705     ///
2706     /// If the closure returns true, then the element is removed and yielded.
2707     /// If the closure returns false, the element will remain in the vector and will not be yielded
2708     /// by the iterator.
2709     ///
2710     /// Using this method is equivalent to the following code:
2711     ///
2712     /// ```
2713     /// # let some_predicate = |x: &mut i32| { *x == 2 || *x == 3 || *x == 6 };
2714     /// # let mut vec = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
2715     /// let mut i = 0;
2716     /// while i < vec.len() {
2717     ///     if some_predicate(&mut vec[i]) {
2718     ///         let val = vec.remove(i);
2719     ///         // your code here
2720     ///     } else {
2721     ///         i += 1;
2722     ///     }
2723     /// }
2724     ///
2725     /// # assert_eq!(vec, vec![1, 4, 5]);
2726     /// ```
2727     ///
2728     /// But `drain_filter` is easier to use. `drain_filter` is also more efficient,
2729     /// because it can backshift the elements of the array in bulk.
2730     ///
2731     /// Note that `drain_filter` also lets you mutate every element in the filter closure,
2732     /// regardless of whether you choose to keep or remove it.
2733     ///
2734     /// # Examples
2735     ///
2736     /// Splitting an array into evens and odds, reusing the original allocation:
2737     ///
2738     /// ```
2739     /// #![feature(drain_filter)]
2740     /// let mut numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 15];
2741     ///
2742     /// let evens = numbers.drain_filter(|x| *x % 2 == 0).collect::<Vec<_>>();
2743     /// let odds = numbers;
2744     ///
2745     /// assert_eq!(evens, vec![2, 4, 6, 8, 14]);
2746     /// assert_eq!(odds, vec![1, 3, 5, 9, 11, 13, 15]);
2747     /// ```
2748     #[unstable(feature = "drain_filter", reason = "recently added", issue = "43244")]
2749     pub fn drain_filter<F>(&mut self, filter: F) -> DrainFilter<'_, T, F, A>
2750     where
2751         F: FnMut(&mut T) -> bool,
2752     {
2753         let old_len = self.len();
2754
2755         // Guard against us getting leaked (leak amplification)
2756         unsafe {
2757             self.set_len(0);
2758         }
2759
2760         DrainFilter { vec: self, idx: 0, del: 0, old_len, pred: filter, panic_flag: false }
2761     }
2762 }
2763
2764 /// Extend implementation that copies elements out of references before pushing them onto the Vec.
2765 ///
2766 /// This implementation is specialized for slice iterators, where it uses [`copy_from_slice`] to
2767 /// append the entire slice at once.
2768 ///
2769 /// [`copy_from_slice`]: slice::copy_from_slice
2770 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2771 #[stable(feature = "extend_ref", since = "1.2.0")]
2772 impl<'a, T: Copy + 'a, A: Allocator + 'a> Extend<&'a T> for Vec<T, A> {
2773     fn extend<I: IntoIterator<Item = &'a T>>(&mut self, iter: I) {
2774         self.spec_extend(iter.into_iter())
2775     }
2776
2777     #[inline]
2778     fn extend_one(&mut self, &item: &'a T) {
2779         self.push(item);
2780     }
2781
2782     #[inline]
2783     fn extend_reserve(&mut self, additional: usize) {
2784         self.reserve(additional);
2785     }
2786 }
2787
2788 /// Implements comparison of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2789 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2790 impl<T: PartialOrd, A: Allocator> PartialOrd for Vec<T, A> {
2791     #[inline]
2792     fn partial_cmp(&self, other: &Self) -> Option<Ordering> {
2793         PartialOrd::partial_cmp(&**self, &**other)
2794     }
2795 }
2796
2797 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2798 impl<T: Eq, A: Allocator> Eq for Vec<T, A> {}
2799
2800 /// Implements ordering of vectors, [lexicographically](core::cmp::Ord#lexicographical-comparison).
2801 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2802 impl<T: Ord, A: Allocator> Ord for Vec<T, A> {
2803     #[inline]
2804     fn cmp(&self, other: &Self) -> Ordering {
2805         Ord::cmp(&**self, &**other)
2806     }
2807 }
2808
2809 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2810 unsafe impl<#[may_dangle] T, A: Allocator> Drop for Vec<T, A> {
2811     fn drop(&mut self) {
2812         unsafe {
2813             // use drop for [T]
2814             // use a raw slice to refer to the elements of the vector as weakest necessary type;
2815             // could avoid questions of validity in certain cases
2816             ptr::drop_in_place(ptr::slice_from_raw_parts_mut(self.as_mut_ptr(), self.len))
2817         }
2818         // RawVec handles deallocation
2819     }
2820 }
2821
2822 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2823 #[rustc_const_unstable(feature = "const_default_impls", issue = "87864")]
2824 impl<T> const Default for Vec<T> {
2825     /// Creates an empty `Vec<T>`.
2826     fn default() -> Vec<T> {
2827         Vec::new()
2828     }
2829 }
2830
2831 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2832 impl<T: fmt::Debug, A: Allocator> fmt::Debug for Vec<T, A> {
2833     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2834         fmt::Debug::fmt(&**self, f)
2835     }
2836 }
2837
2838 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2839 impl<T, A: Allocator> AsRef<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2840     fn as_ref(&self) -> &Vec<T, A> {
2841         self
2842     }
2843 }
2844
2845 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2846 impl<T, A: Allocator> AsMut<Vec<T, A>> for Vec<T, A> {
2847     fn as_mut(&mut self) -> &mut Vec<T, A> {
2848         self
2849     }
2850 }
2851
2852 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2853 impl<T, A: Allocator> AsRef<[T]> for Vec<T, A> {
2854     fn as_ref(&self) -> &[T] {
2855         self
2856     }
2857 }
2858
2859 #[stable(feature = "vec_as_mut", since = "1.5.0")]
2860 impl<T, A: Allocator> AsMut<[T]> for Vec<T, A> {
2861     fn as_mut(&mut self) -> &mut [T] {
2862         self
2863     }
2864 }
2865
2866 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2867 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2868 impl<T: Clone> From<&[T]> for Vec<T> {
2869     /// Allocate a `Vec<T>` and fill it by cloning `s`'s items.
2870     ///
2871     /// # Examples
2872     ///
2873     /// ```
2874     /// assert_eq!(Vec::from(&[1, 2, 3][..]), vec![1, 2, 3]);
2875     /// ```
2876     #[cfg(not(test))]
2877     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2878         s.to_vec()
2879     }
2880     #[cfg(test)]
2881     fn from(s: &[T]) -> Vec<T> {
2882         crate::slice::to_vec(s, Global)
2883     }
2884 }
2885
2886 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2887 #[stable(feature = "vec_from_mut", since = "1.19.0")]
2888 impl<T: Clone> From<&mut [T]> for Vec<T> {
2889     /// Allocate a `Vec<T>` and fill it by cloning `s`'s items.
2890     ///
2891     /// # Examples
2892     ///
2893     /// ```
2894     /// assert_eq!(Vec::from(&mut [1, 2, 3][..]), vec![1, 2, 3]);
2895     /// ```
2896     #[cfg(not(test))]
2897     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2898         s.to_vec()
2899     }
2900     #[cfg(test)]
2901     fn from(s: &mut [T]) -> Vec<T> {
2902         crate::slice::to_vec(s, Global)
2903     }
2904 }
2905
2906 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2907 #[stable(feature = "vec_from_array", since = "1.44.0")]
2908 impl<T, const N: usize> From<[T; N]> for Vec<T> {
2909     /// Allocate a `Vec<T>` and move `s`'s items into it.
2910     ///
2911     /// # Examples
2912     ///
2913     /// ```
2914     /// assert_eq!(Vec::from([1, 2, 3]), vec![1, 2, 3]);
2915     /// ```
2916     #[cfg(not(test))]
2917     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2918         <[T]>::into_vec(box s)
2919     }
2920
2921     #[cfg(test)]
2922     fn from(s: [T; N]) -> Vec<T> {
2923         crate::slice::into_vec(box s)
2924     }
2925 }
2926
2927 #[stable(feature = "vec_from_cow_slice", since = "1.14.0")]
2928 impl<'a, T> From<Cow<'a, [T]>> for Vec<T>
2929 where
2930     [T]: ToOwned<Owned = Vec<T>>,
2931 {
2932     /// Convert a clone-on-write slice into a vector.
2933     ///
2934     /// If `s` already owns a `Vec<T>`, it will be returned directly.
2935     /// If `s` is borrowing a slice, a new `Vec<T>` will be allocated and
2936     /// filled by cloning `s`'s items into it.
2937     ///
2938     /// # Examples
2939     ///
2940     /// ```
2941     /// # use std::borrow::Cow;
2942     /// let o: Cow<[i32]> = Cow::Owned(vec![1, 2, 3]);
2943     /// let b: Cow<[i32]> = Cow::Borrowed(&[1, 2, 3]);
2944     /// assert_eq!(Vec::from(o), Vec::from(b));
2945     /// ```
2946     fn from(s: Cow<'a, [T]>) -> Vec<T> {
2947         s.into_owned()
2948     }
2949 }
2950
2951 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2952 #[cfg(not(test))]
2953 #[stable(feature = "vec_from_box", since = "1.18.0")]
2954 impl<T, A: Allocator> From<Box<[T], A>> for Vec<T, A> {
2955     /// Convert a boxed slice into a vector by transferring ownership of
2956     /// the existing heap allocation.
2957     ///
2958     /// # Examples
2959     ///
2960     /// ```
2961     /// let b: Box<[i32]> = vec![1, 2, 3].into_boxed_slice();
2962     /// assert_eq!(Vec::from(b), vec![1, 2, 3]);
2963     /// ```
2964     fn from(s: Box<[T], A>) -> Self {
2965         s.into_vec()
2966     }
2967 }
2968
2969 // note: test pulls in libstd, which causes errors here
2970 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2971 #[cfg(not(test))]
2972 #[stable(feature = "box_from_vec", since = "1.20.0")]
2973 impl<T, A: Allocator> From<Vec<T, A>> for Box<[T], A> {
2974     /// Convert a vector into a boxed slice.
2975     ///
2976     /// If `v` has excess capacity, its items will be moved into a
2977     /// newly-allocated buffer with exactly the right capacity.
2978     ///
2979     /// # Examples
2980     ///
2981     /// ```
2982     /// assert_eq!(Box::from(vec![1, 2, 3]), vec![1, 2, 3].into_boxed_slice());
2983     /// ```
2984     fn from(v: Vec<T, A>) -> Self {
2985         v.into_boxed_slice()
2986     }
2987 }
2988
2989 #[cfg(not(no_global_oom_handling))]
2990 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2991 impl From<&str> for Vec<u8> {
2992     /// Allocate a `Vec<u8>` and fill it with a UTF-8 string.
2993     ///
2994     /// # Examples
2995     ///
2996     /// ```
2997     /// assert_eq!(Vec::from("123"), vec![b'1', b'2', b'3']);
2998     /// ```
2999     fn from(s: &str) -> Vec<u8> {
3000         From::from(s.as_bytes())
3001     }
3002 }
3003
3004 #[stable(feature = "array_try_from_vec", since = "1.48.0")]
3005 impl<T, A: Allocator, const N: usize> TryFrom<Vec<T, A>> for [T; N] {
3006     type Error = Vec<T, A>;
3007
3008     /// Gets the entire contents of the `Vec<T>` as an array,
3009     /// if its size exactly matches that of the requested array.
3010     ///
3011     /// # Examples
3012     ///
3013     /// ```
3014     /// assert_eq!(vec![1, 2, 3].try_into(), Ok([1, 2, 3]));
3015     /// assert_eq!(<Vec<i32>>::new().try_into(), Ok([]));
3016     /// ```
3017     ///
3018     /// If the length doesn't match, the input comes back in `Err`:
3019     /// ```
3020     /// let r: Result<[i32; 4], _> = (0..10).collect::<Vec<_>>().try_into();
3021     /// assert_eq!(r, Err(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]));
3022     /// ```
3023     ///
3024     /// If you're fine with just getting a prefix of the `Vec<T>`,
3025     /// you can call [`.truncate(N)`](Vec::truncate) first.
3026     /// ```
3027     /// let mut v = String::from("hello world").into_bytes();
3028     /// v.sort();
3029     /// v.truncate(2);
3030     /// let [a, b]: [_; 2] = v.try_into().unwrap();
3031     /// assert_eq!(a, b' ');
3032     /// assert_eq!(b, b'd');
3033     /// ```
3034     fn try_from(mut vec: Vec<T, A>) -> Result<[T; N], Vec<T, A>> {
3035         if vec.len() != N {
3036             return Err(vec);
3037         }
3038
3039         // SAFETY: `.set_len(0)` is always sound.
3040         unsafe { vec.set_len(0) };
3041
3042         // SAFETY: A `Vec`'s pointer is always aligned properly, and
3043         // the alignment the array needs is the same as the items.
3044         // We checked earlier that we have sufficient items.
3045         // The items will not double-drop as the `set_len`
3046         // tells the `Vec` not to also drop them.
3047         let array = unsafe { ptr::read(vec.as_ptr() as *const [T; N]) };
3048         Ok(array)
3049     }
3050 }